GB150—1998《钢制压力容器》外压计算曲线存在的问题

本文通过对圆筒体外压失稳经典公式的分析，对比国外有关标准，发现在GB150—1998中外压计算曲线存在失误之处。这种失误给外压容器设计、制造带来了迷茫。     

外压圆筒临界压力的双非线性ANSYS有限元模拟与讨论

利用有限元模拟软件ANSYS的几何/材料双非线性分析技术对外压圆筒临界压力进行模拟计算,将模拟结果与文献试验结果、GB 150、ASMEⅧ-2及EN 13445等压力容器设计标准中计算结果进行比较分析。结果表明:若ANSYS软件中偏差系数按外压圆筒实际最大偏差考虑,与文献中试验值和Mises公式计算结果的材料非线性修正值相比,ANSYS的模拟结果普遍偏低。模拟值按ASMEⅧ-2第5章设计系数考虑后,得到许用外压力,在弹性失稳阶段时,有的略高于ASMEⅧ-2公式法的,也有的略低于GB 150所得的。在非弹性失稳阶段,模拟所得的许用外压低于ASMEⅧ-2公式法、EN 13445规范计算结果,高于GB 150规范计算结果。     

ANSYS特征值法在计算外压圆筒弹性失稳中的应用讨论

针对弹性范围内外压圆筒,采用ANSYS软件特征值法对其进行稳定性分析,并与目前常见的理论计算公式、设计标准算图进行对比分析。结果表明:采用壳单元Shell 181,当Mx>2.83时,ANSYS软件中特征值法(LBA)所得结果与Mises公式吻合较好,且与设计标准中外压算图中的数据基本一致;弹性分析中,边界条件的设置对临界失稳压力的计算值有较大的影响,固支边界条件下的临界失稳压力计算值大于简支边界条件。     

外压容器临界失稳压力的可靠性研究

对于外压容器来说,保证壳体的稳定性是其能够正常操作的必要条件。故临界压力P_(cr)是判断外压薄壁容器失效的主要依据。本文通过模拟外压薄壁容器失稳试验,对外压容器临界压力P_(cr)的概率分布以及影响P_(cr)的诸因素,如直径D、筒体长度L、壁厚S等的概率分布进行了分析研究。并利用这些结果进行了外压容器临界失稳压力的预测。     

中俄外压容器计算方法对比分析

我国压力容器标准GB 150.1~150.4-2011中关于外压容器的设计采用的是图算法,而俄罗斯标准ГОСТР52857.2-2007中对外压容器设计采用了公式法。图算法比较复杂且需要设计者根据经验预先设定圆筒壁厚,还要经过反复计算来验证设定的壁厚是否满足要求。而公式法可以根据设计外压来直接计算出所需的最小壁厚,相比图算法更加简单、直观。通过对两种方法的对比分析,以及用非线性屈曲有限元技术的验证,证明俄罗斯国家标准中的公式法求解是可行的,可作为我国压力容器设计人员的设计参考。     

用WKB渐近法研究变截面弹性杆的稳定性

采用 WKB渐近法研究了变截面弹性杆的稳定性 ,推导出了其在轴压作用下发生弹性失稳时计算临界载荷的渐近公式 ,并通过实例计算验证了该渐近公式计算精度很高     

磁体馈线系统诊断线盒的结构优化设计

针对真空外压容器磁体馈线系统诊断线盒的结构特点,采用常规设计和分析设计相结合的方法,对其进行结构设计与分析,在满足应力强度的条件下得到合理方案,使圆柱简体壁厚减小了7mm,容器质量降低了约41.96％,优化结果明显.     

基于EN 13445直接法的深海外压容器稳定性研究和影响因素分析

深入分析欧盟EN 13445标准直接法稳定性校核原理及应用准则,充分考虑实际工程中的材料非线性和几何非线性因素,建立基于EN 13445压力容器分析设计直接法的深海外压容器稳定性分析模型。根据深海外压容器稳定性校核危险工况,提出结构屈曲分析和稳定性校核方法,并在此基础上深入分析结构参数对深海外压容器稳定性的影响,构建深海外压容器分析设计的稳定分析和校核技术体系。最终开展2000 m深海外压容器高压舱外压试验,试验表明所述深海外压容器稳定性分析校核体系能够准确可靠地分析校核深海外压容器。为深海外压容器的稳定性校核和结构优化提供一种行之有效的方法,填补了深海外压容器稳定性研究方面的空白。     

基于ANSYS的外压容器稳定性分析

利用有限元软件ANSYS对外压容器进行特征值、非线性屈曲分析,求出特征值和非线性失稳临界载荷,给出关于外压容器稳定性的分析结论,为提高外压容器安全性和结构设计合理性提供依据。     

基于模糊可靠度的薄壁外压容器稳定性设计

应用数理统计方法,对钢制薄壁外压球形封头稳定性的不确定性特征进行分析.基于信息熵中模糊性度量与随机性度量相等可实现模糊变量等效随机变量的原理,将钢制薄壁外压容器的模糊临界失稳强度和模糊载荷分别等效为随机强度和随机载荷,讨论按我国标准设计与制造的钢制薄壁外压容器稳定性的模糊可靠度;从控制钢制薄壁外压容器稳定性在正常操作与...     

外压圆筒加强圈设计

简要介绍了外压圆筒设计的基本理论、加强圈个数及截面尺寸的确定方法、加强圈快速计算的方法、不等壁厚外压圆筒加强圈的设计及外压圆筒的程序计算。     

ESTIMATE OF BURSTING PRESSURE OF MILD STEEL PRESSURE VESSEL AND PRESENTATION OF BURSTING FORMULA

In order to get more precise bursting pressure formula of mild steel, hundreds of bursting experiments of mild steel pressure vessels such as Q235(Gr.D) and 20R(1020) are done. Based on statistical data of bursting pressure and modification of Faupel formula, a more precise modified formula is given out according to the experimental data. It is proved to be more accurate after examining other bursting pressure value presented in many references. This bursting formula is very accurate in these experiments using pressure vessels with different diameter and shell thickness. Obviously, this modified bursting formula can be used in mild steel pressure vessels with different diameter and thickness of shell.     

外压容器设计有关问题探讨

通过对外压容器特别是带夹套容器的特性分析，提出了外压容器进行内压试验在设计时存在的问题，指出了外压内试的局限性。并结合工程实例，给出了解决问题的方法和建议。     

基于有限元分析的大型高压釜优化设计

高压釜是压力精炼的核心部件,基于有限元分析结果对一压力精炼用大型、复杂高压釜进行优化设计。首先以重量最小化为目标,建立高压釜优化设计的数学模型;然后应用前处理软件Hy-permesh和有限元软件Abaqus建立高压釜的三维有限元模型;其次基于力学知识和高压釜结构及承受载荷特点,构造优化算法,并应用构造的优化算法对高压釜进行优化设计;最后依据JB4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》中的应力限制对优化设计获得的高压釜进行安全评定。评定结果表明设计的高压釜能够满足安全需要。     

基于SA算法的压力容器离散变量优化设计研究

考虑制造工艺要求，将所有设计变量均视为离散变量（包括一般离散变量和伪离散变量），并就这两种情况下状态产生函数的设计原理进行深入研究，解决了将模拟退火算法用于离散变量函数优化的关键技术问题，介绍了一种基于模拟退火算法的离散变量函数优化的新方法。建立了以壳体质量最轻为设计目标、以内径（公称直径）和名义壁厚为设计变量的优化设计的数学模型。该模型具有较多的局部极值点，用以数学规划理论为基础的经典约束优化方法求解效果较差，用基于模拟退火算法的离散变量优化设计方法可以取得良好的效果。     

组合载荷作用下碟形封头的稳定性分析

对于受外压和局部载荷联合作用下的压力容器封头稳定性设计问题,以低温液化气体储罐的外筒体为例,采用有限元方法,对受外压及支座反力作用的碟形封头进行了线性和非线性稳定性分析,计算了封头的临界失稳外压和临界失稳轴向力并考察了支座垫板的作用。结果发现对于常见的3支座或4支座,支座的存在对封头的临界失稳外压几乎没有影响;封头因外压发生失稳和因轴向支座反力发生失稳是互相独立的;支座上有无垫板对封头的临界失稳外压影响不大,但垫板能够提高封头的临界失稳轴向力。此外,为便于工程设计,给出了不同直径和厚度的碟形封头临界失稳支座反力。     

天然气长输管线固定球阀壳体壁厚热-结构耦合优化设计

介绍了基于ANSYS的结构优化设计的基本方法,建立了天然气长输管线固定球阀壳体壁厚热-结构耦合优化分析的数学模型,采用零阶优化方面对其壁厚在公称压力15 MPa及不同温度作用下进行了数值分析。结果表明由常规公式计算出来的壳体壁厚略小于有限元分析得出的最优壁厚,避免了设计缺陷的产生,结果表明,应用有限元热-结构耦合优化,可更好的设计壳体壁厚,弥补常规公式计算的不足。     

高压容器壳体的优化设计

高压容器在现代化工生产中的使用越来越多，随着化工装置的大型化，高压容器的直径、壁厚、质量均越来越大，造成产品的造价很高。优化设计方法是现代设计的一种重要方法，是工程设计人员的一种重要工具。这里针对高压容器的特点以质量最小为目标函数建立了高压容器优化设计数学模型，并对一实例进行了计算，得出了优化结果。指出了其结果对设计人员的指导作用。     

内压圆筒厚度计算公式分析讨论

GB 150—2011中采用的是弹性失效准则,规定对设计压力p≤0.4[σ]t的内压圆筒厚度按中径公式进行设计。JB 4732—1995中规定对设计压力p≤0.4[σ]t的内压圆筒厚度按中径公式进行设计,设计压力p>0.4[σ]t时按Tresca全屈服压力进行设计。比较研究表明:基于弹性失效准则时,中径公式算出的厚度最薄;基于塑性失效准则时,中径公式算出的厚度最厚;当径比较小时,按Tresca全屈服压力和中径公式算出的内压圆筒厚度相差很小,在工程设计中,可以统一采用Tresca全屈服压力计算内压圆筒壁厚。     

压力容器接管与壳体装焊的质量控制

分析了压力容器接管与壳体组装结构对压力容器安全运行的影响。论述了接管与壳体组装与焊接过程中质量控制的重要性及质量控制要素。最终获得能够满足使用要求的接管与壳体焊接接头。