内压斜接管结构塑性极限载荷的研究

对30°、45°、60°三台斜接管容器在内压作用下的塑性变形特征、塑性极限载荷进行试验及非线性有限元数值研究.结果提供三台试验设备塑性变形的规律,在内压作用下截交区发生明显的塑性变形,纵向截面内发生径向收缩,而横截面发生径向鼓胀,接管与筒体截交角θ增大;危险位置出现在结构纵向截面的锐角侧;在相同结构尺寸下,结构的塑性极限载荷随θ增大而增大;同时提供三台试验设备塑性极限载荷的数值,为分析设计提供参考及依据.     

内压作用下斜接管容器塑性极限载荷的数值研究

对三台具有斜接管的圆柱形容器(θ=30°,45°,60°)在内压作用下的塑性变形特征及塑性极限载荷进行了三维非线性有限元数值研究.结果表明:斜接管与筒体截交区纵向截面的锐角侧材料首先进入塑性状态.截交区附近出现明显的塑性变形,纵向截面内发生径向收缩,而横向截面出现明显的径向鼓胀,接管与筒体间的夹角减小.结果同时提供了三台容器的极限载荷值,为该类容器的分析设计提供了依据和参考.     

具有30°斜接管内压容器极限载荷的有限元分析

本文用三维有限元的方法研究带 30°斜接管的圆柱形容器在内压作用下的极限载荷 ,通过计算确定了容器的应力集中系数、塑性区的扩展情况以及容器的变形情况 ,并用两倍弹性斜率法和双切线法确定了结构的极限载荷。文章通过比较 ,发现ASME规范中给出的斜接管结构应力集中系数算法比较保守。本文还对小变形理论和大变形理论的结果作了比较 ,得出在计算结构的极限载荷时 ,用小变形理论亦可得到足够精确的结果     

斜接管道结构在内压作用下塑性极限载荷的有限元分析方法研究

采用有限元方法,建立了斜接管压力容器结构在内压作用下的数值模型,并将不同载荷下管道的热点应力分布与现有文献实验结果进行了比较,两者吻合较好,验证了该计算方法的可靠性。对于正交接管利用两倍弹性斜率、切线交点和零曲率极限载荷准则获得斜接管道失效的极限内压;并将正交接管的极限内压与Cloud以最大有效应力达到屈服时对应的理论上极限内压值进行比较,结果表明：两倍弹性斜率与切线交点极限载荷准则在预测极限内压时偏于保守,零曲率准则对确定斜接管压力容器的极限载荷比较恰当。然后利用零曲率准则确定斜接管压力容器的极限载荷,采用控制单变量变化的方法,分别分析了接管中心线与简体中心的夹角、接管与筒体直径之比和筒体厚度与直径之比对极限载荷的影响,最后综合考虑这些因素的影响,得出了斜接管压力容器极限载荷的近似计算式。提供的分析方法为压力容器的设计及安全性评定提供了一种新途径。     

接管形式对容器极限载荷的影响

本文对接管横向弯矩和纵向弯矩作用下的不同接管形式的圆柱壳开孔—接管结构进行试验研究和三维非线性有限元分析,并进行极限载荷的分析比较研究。结果表明：在相同极限载荷确定准则下,有限元计算极限载荷值比试验极限载荷值要大;在承受相同的接管外载荷下,具有内侧填焊缝的内伸接管结构比普通齐平式焊缝结构的极限载荷值大。因此在开孔—接管结构设计中,具有内侧填角焊缝的内伸接管结构是一种值得应用的结构。     

含缺陷接管/三通结构塑性极限载荷研究进展

本文综述了国内外有关含缺陷接管 三通结构塑性极限载荷的研究现状 ,对今后开展有关含缺陷接管 三通结构塑性极限载荷的研究以及相应安全评定规范的制订 ,具有一定的指导作用     

金属斜板极限载荷的统一解析解

用统一屈服准则(俞茂宏,1991)对斜板进行塑性极限分析,得到斜板的统一极限载荷解析式。从而得到一系列从单剪屈服准则(特雷斯卡,1864)到三剪屈服准则(米泽斯,1913)再到双剪屈服准则(俞茂宏,1961)的各种斜板的极限载荷,并得到矩形板和菱形板的极限均布载荷p随不同屈服准则的变化曲线,文献中已有的解均为统一解析解的特例。本文得到一系列有规则变化的新的解析解,可以适合于各种拉压强度相同的材料以及从方板、矩形板到不同角度的各种斜形板。它的工程应用可以得到显著的经济效益。     

组合载荷作用下开孔接管结构强度性能的研究

带接管内压圆柱形容器通常受到内压与接管弯矩的组合作用,接管弯矩会影响内压圆柱壳开孔接管结构的强度性能。在内压与接管弯矩组合作用下,对4台具有不同开孔率的带径向接管圆柱壳容器开孔接管结构强度性能进行试验研究和有限元分析,考察内压与接管纵向弯矩、内压与接管横向弯矩组合作用下容器开孔接管区弹性应力分布、应力集中、开孔接管结构的变形规律及塑性极限载荷等。结果表明,载荷大小相同时,横向弯矩作用产生应力增量较纵向弯矩作用产生应力增量大,横向弯矩对内压容器开孔接管结构强度较危险。内压作用在开孔接管区纵向截面产生应力增量较横向截面应力增量显著。较小值的内压作用可减缓开孔接管结构弯矩作用下的变形,内压能降低开孔接管结构的纵向极限弯矩,较小内压能增加开孔接管结构的横向极限弯矩。     

接管外载荷作用下补强圈结构的应力分析

本文对接管外载荷在具有补强圈补强的圆筒压力容器中引起的局部应力进行了试验研究及有限元分析。三台具有不同d／D比的模型容器的研究结果表明，无论在接管轴向推力还是在接管纵向弯矩及横向弯矩的作用下，补强圈的补强效果是明显的。它使接管区容器上的应力明显降低。研究结果同时表明，由接管横向弯矩在容器横向截面内产生的应力比同样大小的接管纵向弯矩在容器纵向截面内产生的应力大得多。     

碟形封头与筒体连接结构的极限载荷分析

对某内压作用下薄壁容器的碟形封头与筒体连接结构进行了非线性有限元分析,采用了Newton-Raphson算法,得出了最危险点的载荷-位移曲线,进而通过两倍弹性斜率法得到了该结构的极限载荷值。采用正交设计法,研究了封头的壁厚、筒体的壁厚及封头的转角半径对连接结构极限载荷的影响。研究结果表明结构的最大应力位于碟形封头过渡区,对极限载荷的影响由大到小依次为封头壁厚、筒体壁厚以及封头的转角半径,为今后进一步的优化设计提供了依据。     

圆柱壳开孔接管结构极限载荷的参数化分析

具有径向接管的圆柱壳结构的极限承载能力与三个无量纲参数:开孔率d/D、壁厚比t/T和D/T有关。运用正交试验设计方法,设计了64组不同参数的圆柱壳模型,利用有限元分析软件ANSYS对模型进行模拟,求得模型的极限载荷。由回归分析法得到了模型极限载荷的回归方程。通过分析与试验和有限元计算的验证,证明回归模型是正确的,指出参数化分析法在压力容器上应用是有效的。     

面内循环弯矩作用下内压筒体斜接管结构棘轮边界的确定

利用正交设计方法,确定了16个内压筒体斜接管结构的尺寸参数,采用MJS模型按照等效塑性应变增量控制法对这些结构在面内循环弯矩作用下的棘轮边界进行了计算,并采用最小二乘法对无量纲化的棘轮边界进行了拟合。利用多元回归分析法找到了拟合公式中各系数与结构参数的关系,从而确定了内压斜接管结构棘轮边界的经验公式。根据此式,讨论了不同的结构参数对棘轮边界的影响。     

复杂载荷下管道三通的塑性极限载荷

目前对于管道三通在内压和弯矩联合作用下的塑性极限载荷累积规律有三种不同的观点，即线性方程累积、抛物线方程累积和圆方程累积模式。文中采用非线性有限元方法分析内压与弯矩联合作用下(包括面内弯矩和面外弯矩两种形式)管道三通的塑性极限载荷，结果表明其累积形式基本上介于抛物线方程和圆方程之间，并且与结构几何参量有关。最后在数值分析的基础上提出复杂情况下考虑几何因素的三通塑性极限载荷工程估算式，并用试验结果进行验证。     

筒体上焊有倾斜锥形接管的处理方法

本文介绍了压力容器制造中倾斜接管的解决办法,其中有两点可供其它产品制造时借鉴。一是对一些水压试验后不能再进行机加工以达到接口尺寸要求的接管可采用加工零件时预先加工到一定尺寸, 然后气割、修磨至要求;二是以往通常用投影转换的方法来求得筒体和接管的相贯线,这种方法放样困难、繁复且精度不高。本文采用建立空间坐标,通过解方程得到相交点位置, 可简便地解决各类复杂结构的啮合问题。     

基于ANSYS的筒体接管疲劳分析

应用ANSYS软件进行筒体接管的疲劳分析,阐述了分析的具体步骤,为工程中对筒体接管进行疲劳分析提供一种可行的方法.     

带凹坑双向试板的实验应力分析及实验极限载荷研究

本文通过对带有凹坑缺陷的双向试板的实验和分析,得到双向载荷下凹坑缺陷对应力分布的影响,载荷比对应力分布的影响,同时对带凹坑缺陷的双向试板的试验极限载荷进行了研究,应用不同的极限载荷定义准则对实验极限载荷进行了确定。本文还同带凹坑单向试板极限载荷进行了比较。     

关于简支外伸圆板的塑性极限载荷

指出一些国内外有关结构塑性极限分析专著中所给出的关于外伸圆板极限载荷的公式均有误。文中给出了该问题的正确表达式。     

内压作用下焊制四通的塑性极限分析

焊制四通是压力管道重要的组成部分,在工业领域中应用广泛。采用弹塑性有限元方法对焊制四通的极限载荷进行了研究。通过大量有限元算例,确定了影响四通塑性极限内压的主要影响因素,建立了四通塑性极限内压的数据库。对有限元结果数据进行分析拟合,得到了形式简单、精度较高的四通塑性极限内压拟合公式,并将公式与直管、焊制三通计算公式进行了比较。     

接管纵向弯矩下带补强圈容器结构的极限分析

极限分析更能反应结构的性能,进一步发挥材料的潜能,利用试验研究和有限元模拟两种方法分别对3台具有不同d／D比的带补强圈圆柱形容器在接管纵向弯矩作用下进行了极限分析,分析比较了不同求解方法时该结构极限载荷的大小和变化。研究结果表明,在极限分析过程中,可直接用载荷－位移法来确定其极限载荷,且用有限元分析方法代替昂贵的试验研究是一种可行的方法。     

含裂纹结构的极限载荷分析

将塑性极限分析应用于含裂纹结构极限承载能力的确定中 ,结合含裂纹结构达到的塑性极限条件和裂纹失稳扩展条件 ,判断结构是否达到极限状态 ,进而求出含裂纹结构的极限载荷 ,本文给出了这一计算过程的有限元普遍格式 ,并编制了相应的有限元程序 ,计算和分析了若干典型含裂纹平板的极限载荷 ,所得结论对研究含裂纹结构的失效模式和剩余强度确定具有理论和工程参考价值