压力容器开孔接管区应力的有限元分析

为了满足工艺过程的要求,压力容器必须开孔接管,从而使开孔接管区的应力状态非常复杂,成为压力容器的高应力区之一。论文采用ANSYS Workbench软件对压力容器筒体上正交接管和切向接管的应力进行了分析比较。结果表明:筒体上正交开孔接管的最大应力强度比切向相同内径的开孔接管的要小。     

实际开孔直径小于管口内径的压力容器开孔强度分析

针对化工设备“实际开孔直径小于管口内径”的开孔结构,采用有限元方法进行实例分析。研究发现:管口内径范围内未开孔壳体、加强短管对于开孔结构具有较大的加强作用,但加强短管尺寸不宜过大;若接管刚度大于筒体,可能引起筒体更大的变形,在结构不连续处产生更大的弯曲应力,结构加强宜采用增加筒体厚度的方式。     

压力容器中边缘应力和局部高应力叠加影响研究

对压力容器中开孔接管靠近筒体与封头连接处的结构模型，采用有限元应力分析法分析筒体与封头连接处边缘应力和接管与筒体相贯区局部高应力叠加影响规律，通过建立不同的模型（开孔率不同，开孔和筒体与封头连接处距离不同）进行对比。结果表明，两种应力会相互影响，且开孔率越大，相互影响越大。当开孔率达到0.52时，接管与筒体相贯区的一次局部薄膜应力受筒体与封头连接处边缘应力的影响会增大10.27%，封头过渡区的一次局部薄膜应力受接管与筒体相贯区高应力的影响会增大18.8%。     

带补强圈大开孔的压力容器应力分析研究

压力容器由于工艺和结构上的要求,常常需要设置各种大开孔结构,超出了等面积法的适用范围。采用GB 150—2011《压力容器》标准中的方法进行分析时,无法对带补强圈大开孔的压力容器进行补强计算。分别采用标准接触算法和绑定接触算法,利用ANSYS有限元分析软件对带补强圈大开孔接管结构进行应力分析和评定。结果表明,压力容器中带补强圈大开孔接管应力最大值一般分布在接管与筒体连接处,在计算过程中需考虑补强圈与筒体的接触作用,标准接触算法和绑定接触算法得到的计算结果相差不大。     

筒壁开小孔的厚壁圆筒形构件的疲劳强度及合理开孔结构

对筒壁开小圆孔的厚壁圆筒疲劳强度进行了试验研究，得出了不同开孔结构（垂直开孔、斜开孔和切向开孔）的开孔疲劳强度影响系数；分析计算了厚壁圆筒开小孔时的应力集中系数；分析比较了开孔应力集中系数与开孔疲劳强度影响系数间的关系；提出了厚壁圆筒形构件筒壁开孔的合理结构形式。     

基于ANSYS对减压塔开孔强度计算与分析

塔式设备筒体开孔连接接管结构是压力容器常用结构之一,由于在筒体与接管连接区域会产生应力集中,是压力容器失效的源头。基于ANSYS软件中的APDL语言建立了筒体与接管连接结构的有限元模型,对该结构在内压和管道外载作用下进行强度分析,并基于JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》对其进行安全评定。     

内压筒体开孔接管结构应力集中系数预测

针对内压筒体平齐式大开孔率开孔接管结构,提出一种基于有限元解的有效的应力集中系数(SCF)估算的经验公式。认为应力集中系数是λ=d/DT~(1/2),η=T/D和ζ=(Dt)/(dT)函数,对近100个不同尺寸规格开孔接管结构的应力集中系数进行了较详细三维有限元分析计算,采用最小二乘法对应力集中系数规律进行了回归分析,得到了应力集中系数计算的经验公式,另外用83个开孔接管结构的有限元解与其进行了对比计算。结果表明,此经验公式的计算精度可以满足一般工程问题的要求。     

内压筒体开孔接管结构应力集中系数预测

针对内压筒体平齐式大开孔率开孔接管结构,提出一种基于有限元解的应力集中系数(SCF)估算的经验公式,认为应力集中系数是λ=d/DT、η=T/D和ζ=D t/(dT)函数。对近120个不同尺寸规格开孔接管结构的应力集中系数进行了较详细的三维有限元分析计算,采用最小二乘法对应力集中系数规律进行了回归分析,得到了应力集中系数计算的经验公式,另外用83个开孔接管结构的有限元解与其进行了对比计算。结果表明,此经验公式的计算精度可以满足一般工程问题的要求。     

法兰对压力容器大开孔补强计算结果的影响

大开孔补强是压力容器分析设计中最为常见的结构,多数有限元模型通常将法兰忽略。通过对比分析发现,对于筒体径向大开孔补强,忽略法兰将导致计算结果过于保守,法兰对开孔补强的增强作用可采用在接管端面增加径向约束的方式近似等效。而对于成型封头大开孔补强,忽略法兰导致部分计算结果偏于冒进。此外,还对造成这种影响的原因进行了讨论。     

灰锁斗罐筒体接管和人孔螺柱的强度及疲劳分析

灰锁斗罐是在2个压力不相等的系统之间设置的,它是处于压力间歇性变化的系统之间的中间系统。因为其压力在不停的变化,所以属于疲劳设备,不能采用常规设计方法进行设计,需要按照分析设计的方法进行。对灰锁斗罐的基本条件进行了详细的说明,并明确提出了其设计状态下的参数。使用ANSYS有限元软件建立了筒体以及其上接管的4个模型,按照JB/T 4730-2005标准要求进行应力的评定,评定内容包括:筒体及其上部1个DN300接管、筒体及其上部1个DN100接管、筒体及其上部1个DN50接管、筒体及其上部DN500人孔接管的强度分析和疲劳分析以及人孔螺柱的强度及疲劳分析。通过分析详细地说明了此类容器进行设计需考虑的内容和人孔螺柱更换的时间。     

加热器矩形大开孔应力分析及评定

采用应力分析方法,基于有限元分析软件ANSYS,对一加热器矩形大开孔的应力进行了分析,并将应力在危险路径上分类开展强度评估。结果表明,。一次总体薄膜应力强度、一次局部薄膜应力强度、一次薄膜加一次弯曲应力强度、一次应力强度加二次应力强度均满足要求,说明该加热器矩形大开孔应力强度满足要求。     

喷嘴洗涤器弯头开孔结构有限元分析及强度评定

由于弯头开孔结构无法按常规设计方法进行开孔补强计算,故对弯头接管开孔区域建立了三维有限元力学分析模型。利用三维实体模型,真实地模拟了特殊结构的形状、载荷分布、边界条件,计算出最接近真实状况的应力分布情况;根据有限元分析结果,按JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》进行了应力强度评定,为详细工程设计提供了弯头开孔补强计算方法。     

压力容器开孔接管局部应力计算方法研究

在压力容器设计中,由于开孔而使器壁被削弱并破坏了原有结构的连续性,因而在开孔-接管附近产生了明显的应力集中,加上管道通过接管而施加于设备上的力和力矩会在容器与接管连接的局部区域产生高应力,使之成为整台设备的薄弱环节.所以,设计时应采用可靠的计算方法,以确定局部应力的大小.通过对13组不同结构尺寸的带接管轴向力的开孔接管...     

大开孔补强设计探讨

从大开也设计方法研究，应力测试分析和标准分析入手，根据开孔边缘的应力分布特点，提出了大开孔适宜的补强结构形式，并对大开孔采用补强圈结构进行了探讨。     

卷染机矩形开孔结构的应力分析

本文采用有限元法，对某移门式卷染机的矩形开孔部位进行了应力计算和强度分析，对矩形孔边应力分布和开孔补强设计进行了讨论。     

烧结炉卡箍快开结构强度分析

应用ANSYS软件对烧结炉的主要部分卡箍快开结构进行模型建立和网格划分,并且在卡箍齿与上下法兰啮合处做了接触分析,根据设计条件进行了热-力耦合分析。依据JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》对危险截面进行应力强度评定。分析结果表明,强度满足要求。     

基于ANSYS Workbench的压力容器开孔接管区的应力分析

压力容器在石油化工、能源等领域中起着举足轻重的作用。工业生产中,由于工艺和结构的要求．需要在压力容器简体上开孔并安装接管,从而会在开孔接管区造成结构的不连续性,引起应力集中现象,使该部位可能成为设备的破坏源。论文采用ANSYS Workbench软件对压力容器简体上不同孔径开孔接管区的应力进行了分析比较。结果表明：压力容器开孔接管区出现了明显的应力集中,应力梯度大,且在简体上开孔的孔径越大,最大应力也越大。     

开孔球罐的应力分析

利用解析法和有限元法(借助于ANSYS软件),对开圆孔的球罐进行应力分析.分别分析了球罐上同一位置不同半径的开孔和不同位置相同半径的开孔对应力集中的影响规律.结果发现,2种方法的结果比较接近;同时得出了一些结论,对合理的开孔提出了一些基本原则.     

优筋布置矩形箱体应力及变形分析

针对工业生产中矩形箱体笨重、加筋结构布置设计欠佳的问题,采用ANSYS APDL语言对矩形箱体进行静压工况下应力及变形分析。选取6因素5水平正交试验方案,以矩形箱体最大一次应力S_1max、最大等效应力S_2max以及最大变形量Δ_max作为试验指标,侧壁加强铁间距A、宽度B及厚度C,端壁加强铁间距D、宽度E及厚度F作为试验因素,结合矩阵分析法获得加强筋的优筋布置方案A₄B₅C₅D₂E₅F₂,并用ANSYS一阶优化算法对箱壁以及箱壁加强铁壁厚进行优化。结果表明:矩形箱体采用优筋布置后,箱体质量减少了27%。最后采用极限载荷分析法通过P_T=0.1 MPa试验工况验证。     

基于有限元的三通管应力分析与强度评定

通过三通的有限元分析,获得了内压作用下三通的应力分布特性;依据ASME Ⅷ-Ⅱ《美国压力容器规范分析》进行应力强度评定,工程应用表明,采用有限元分析软件能很好地解决设备开孔产生的应力问题,特别是当管口承受复杂外载荷情况下的应力计算.