特殊结构高压U形管热交换器管板计算

对管箱为半球壳结构的特殊高压U形管热交换器管板的受力进行简化,假设管板边缘全部承受边缘弯矩,将管板简化为承受均布载荷、受管孔开孔削弱的平盖结构,选取合适的计算参数进行平盖中心最大应力计算,得到的结果与半球壳支撑平盖结构有限元分析结果相差小于5%,检验了简化方法的准确性。考虑管板开孔强度削弱系数后,管板中心最大应力计算结果与有限元分析结果相差很大,主要是管板开孔强度削弱系数μ统一取0.4所致,取强度削弱系数μ=0.4计算的管板厚度结果偏保守,在工程上是适用的。     

水下独立钢桩导向架的有限元强度分析

导向架用于水下独立桩在海上进行插桩作业时的导向及打桩时的扶正.在起吊和打桩过程中,导向架底座、立柱和支撑会受到各种力的作用,这些力将对其强度和结构设计产生重要影响.通过有限元计算,导向架底座的最大应力为161 MPa,前后方向立柱和斜撑的最大应力为64 MPa,左右方向立柱和斜撑的最大应力为158 MPa,这些值均小于材料的屈服极限,且从偏于安全的角度考虑,分析过程中没有考虑加筋板的实际结构,因此认为导向架的强度是满足要求的.     

特殊结构浮头式换热器的管板强度计算

分析比较了三种基于弹性基础圆平板理论的管板受力情况,指出了管板应力计算的差异,提出了用一种变通的固定管板计算方法来解决特殊结构浮头式换热器管板的应力计算.开发出一种将固定管板应力计算方法应用于其他结构换热器管板应力计算的新途径,使GB 151管板计算方法有更广泛的适应性.     

受力圆(环)板和矩形板的图解速算法

圆形、环形和矩形平板在化工与炼油设备中被普遍用来做端盖、封头、盲板及法兰环等重要结构元件。 通常,受载平板的设计计算是相当复杂的,要从薄板理论出发,考虑载荷性质、加载位置及周边固定情况。欲计算其最大应力和挠度,必须进行冗长的数学计算并需查取很多表格图线,过程繁锁误差还较大。     

基于Voronoi图的柔性管板计算

柔性管板计算中,用普通的几何方法确定最大无支撑圆和支承面积是一项很繁琐的工作,且误差较大,容易遗漏,特别是有拉撑的平板和管板.在分析普通的几何方法确定柔性管板最大无支撑圆和支撑板、换热管、拉杆等支承面积等方法的基础上,提出了采用计算几何中Voronoi图算法,更有效地解决最大无支撑圆和支撑板、换热管、拉杆等支承面积等问题.     

一种薄管板简化有限元模型

分析了锅壳锅炉薄管板受力情况,认为扳边是设备应力最大部位。针对薄管板受力特点,提出了一种对薄管板扳边部位应力进行数值分析计算的简化模型。在两种工况下对简化模型与3D结构离散化模型进行了有限元应力分析对比,结果表明两种模型对扳边部位应力的计算精度基本相当,满足工程实践的需求。薄管板应力计算简化模型结构简单,易于建模,而且模型规模远小于无简化模型,可以大幅减少计算时间,在直径大、换热管数量多的设备分析中优势更为明显。     

大庆油田地面光伏电站固定支架结构设计研究

根据大庆地区的气候特点,基于3D3S钢结构-空间结构设计软件对大庆油田地面光伏电站光伏组件固定支架进行结构建模和计算分析。结果表明:支架结构满足承载力计算要求,地震作用力远小于起控制作用的风荷载作用力,杆件最大长细比为175,最大位移为3 mm,位移最大的部位位于支架最顶部和最底部的檩条,应力比最大值为0.89,应力最大部位发生在受力较大的中支撑及斜梁的中上部位。整个支架结构体系设计强度、位移、稳定性、长细比均符合规范要求。     

四种高压U形管换热器的管板强度设计

U形管板可视为受压力侧向作用且受管孔开孔削弱的圆平板,此圆平板的应力可分解为简支圆平板和周边受均匀力矩作用的圆平板两部分,文章在对这两部分应力的分布规律进行较详细讨论的基础上,提出了四种U形管板强度的建议计算方法。     

换热器薄管板的设计计算

将管板视作管子固定支撑下的平板，建立薄管板数学模型，得出了薄管板厚度计算公式；参考GB151-1989（（钢制管壳式换热器》的管板设计计算，提出了适合我国应用的薄管板设计公式；根据应力测定、爆破试验以及使用情况分析，给出了国内薄管板厚度系列表，为薄管板的工程设计提供可靠依据。     

焦冷器转子结构改造及疲劳寿命分析

在焦冷器转子实际工作过程中,温度应力会产生较大的破坏,分别采用平板和弯板作为中间体对其进行改造,利用ANSYS软件对其进行了热-结构耦合计算,得出了当冷却水的进口温度在50~100℃变化时,焦冷器转子的应力变化情况。根据Miner疲劳损伤累积理论计算出了焦冷器转子的疲劳寿命,计算结果表明,采用弯板为中间体的方案最佳。     

过渡支撑条件下扇环形板应力分析

分别建立了仅有直边支撑和圆弧边支撑的扇环形板模型。运用ANSYS软件对扇形角为45°和60°时,不同支承竖板厚度的模型进行数值模拟。模拟结果表明,随着支撑竖板厚度的增加,扇环形板应力逐渐降低。相对圆弧边支撑,扇环形板角度对直边支撑的模型应力影响较大。当支撑竖板厚度超过某一数值时,扇环形板应力几乎不再随支撑竖板厚度的增大而减小,可认为进入固支状态。另一方面,当支撑竖板厚度小于某特定数值时,扇环形板应力达到最大值,进入简支状态。分析结果认为,随着支撑竖板厚度的增大,扇环形板依次处于简支、简支与固支之间的过渡支撑和固支状态。通过研究不同支撑竖板厚度时扇环形板的应力,可以为过渡支撑条件下扇环形板的设计提供合理的模型,所得应力分布情况可为不同扇形角条件下扇环形板的应力分析提供参考。     

斜管除油池强度计算与结构比较分析

斜管除油池多选用瓦楞板结构,为了考察板材对除油池安全性能的影响,以一具体除油池为例,分别进行瓦楞板和平面板这2种板材结构除油池有限元数值计算,并进行分析比较。厚6 mm、板长2.52 m的瓦楞板矩形除油池结构理论计算应力为130.1 MPa,变形为3.829 mm,满足瓦楞板材料强度要求,可用来做除油池箱体侧板;采用有限元分析软件ANSYS计算得出使用瓦楞板的矩形除油池最大应力为163 MPa,满足其强度要求,并且具有很大的强度储备;平面板材最大应力和变形远大于瓦楞板,瓦楞板材的强度明显高于平面板材。研究结果可为实际生产过程中除油池的安全计算提供理论指导。     

蜡油蒸汽发生器管板开裂原因分析

以某石化公司延迟焦化装置蜡油蒸汽发生器泄漏为例,从设备管束支撑结构、壳体结构、换热面积、温差应力、管板计算等方面阐述了设备失效的原因.     

含膨胀节固定管板换热器管板的简化计算探讨

为简化带波形膨胀节固定管板换热器管板的有限元分析计算,以某余热回收换热器为例,利用ANSYS软件分别建立该换热器管板的全模型和简化模型,并将两种模型的管板应力及位移分布进行对比。结果表明:简化模型管板的Tresca当量应力分布及径向位移分布与全模型的一致,但简化模型管板的计算最大应力强度值比全模型约大2.6%。计算结果证明此简化方法可行。     

2012年第11期导读

<正>本期论文广场栏目中,反应型双螺杆挤出机的特点及应用一文,举例说明了反应型双螺杆挤出机在聚合物反应、脱挥领域的应用情况。气水分离效果对冷干机露点的影响、蒸汽发生器初级分离器下部支撑板挠度及应力分析     

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之一——四种换热器管板强度设计技术分析(上)

以直观的变形与应力的材料力学关系对管板复杂应力进行定性受力分析,深入浅出地阐明各种管板应力的产生机理和计算原理,重点揭示不同管板计算方法间的差别与贯通性。其比繁复的汤姆逊函数所表述的定量力学分析,复杂的公式推导更加便于理解。以固定管板计算原理为基础,解决各种结构的浮头管板、填函管板及柔性管板的计算问题,并应用一次结构法使管板设计更为科学合理且经济安全。以4种特殊结构的U型管板换热器管板和4种特殊结构弹性基础管板为例,说明如何应用GB/T 151管板计算方法进行管板的应力的计算。     

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之一——四种换热器管板强度设计技术分析(下)

以直观的变形与应力的材料力学关系对管板复杂应力进行定性受力分析,深入浅出地阐明各种管板应力的产生机理和计算原理,重点揭示不同管板计算方法间的差别与贯通性。其比繁复的汤姆逊函数所表述的定量力学分析,复杂的公式推导更加便于理解。以固定管板计算原理为基础,解决各种结构的浮头管板、填函管板及柔性管板的计算问题,并应用一次结构法使管板设计更为科学合理且经济安全。以4种特殊结构的"U形"管板换热器管板和4种特殊结构弹性基础管板为例,说明如何应用GB/T 151管板计算方法进行管板的应力的计算。     

污水沉降罐在刮泥机载荷作用下的受力分析

针对旧污水沉降罐在安装刮泥机后的受力可靠性问题,建立了简化力学模型和三维弹塑性有限元模型.利用ANSYS模拟软件计算了导轨和罐壁板在刮泥机工作状态下的位移和等效应力分布及滚轮位于导轨不同位置对整个装置受力的影响程度.计算结果表明,最大等效应力位于导轨与罐壁的连接区域附近;导轨和支撑肋板承担了大部分的刮泥机的重力及流体动载荷;在设计肋板数目及导轨尺寸下,安装刮泥机对储罐的影响不大.为评价该类旧污水沉降罐改造的可行性提供了依据.     

一类椭圆管板的应力计算

本文将一类椭圆管板管孔区在内压下的应力状态,简化为一些弹性平板开单排圆孔的应力状态,对管孔小桥的最小断面建立了应力计算公式和实用计算方法。这个方法很简单,而几个实例的计算结果和实验值都比较接近。     

14型弯游梁抽油机游梁-平衡臂连接结构优化

14型弯游梁抽油机原游梁-平衡臂连接结构存在钢板开裂、连接螺栓断裂和焊缝开裂等故障。为此,对游梁-平衡臂连接结构原结构、1次优化结构和2次优化结构进行故障原因分析和受力分析,应用Pro/M对这3种结构进行FEA计算,得到了3种结构的Von Mises应力。结果表明,一次优化连接结构区域①、②、③、⑥的最大Von Mises应力均小于σs,并且较原结构有较大的改善,但1次优化连接结构区域⑤的应力仍较大,已经出现过几起补强筋板断裂故障;2次优化结构区域①、②、③、⑤、⑥、⑦的最大Von Mises应力比1次优化结构明显降低,在结构变动不大的情况下应力水平状况明显改善。