压力容器简体与补强圈间接触特性的研究

在应用薄壳理论对压力容器开孔补强结构进行分析时，常常假设补强圈与壳体间没有接触，对于该假设的合理性并没有相应的依据。文中采用ANSYS软件提供的非线性有限元技术，分别模拟内压、接管横向、纵向弯矩作用下补强圈与圆柱壳体间的接触行为。分析与试验数据表明，有限元接触分析能很好预测补强圈的应力场，同时对补强圈与简体之间的间隙量及开孔率对接触的影响也作了初步探讨。     

接管纵向弯矩作用下容器补强结构弹性强度

对接管纵向弯矩作用下圆柱形容器开孔补强结构的弹性应力分布及应力集中进行了试验研究,并用有限元分析软件ANSYS进行了数值计算.针对3台具有不同d/D比的接管及标准补强圈补强的圆柱形容器进行这项研究.研究结果表明,筒体和接管纵向截面两侧的应力分布都呈现一定的反对称性,应力集中的范围十分有限,有限元数值模拟结果与试验结果基本吻合.     

压力容器筒体与补强圈间的接触特性

在压力容器开孔补强的设计中，通常假设补强圈与筒体之间没有相互接触，其相互间的接触力对于结构的应力分布及强度的影响均未考虑，有限元接触分析可获得这种接触力，分析与实验数据表明，有限元接触分析能很好地预测补强圈的应力场。同时对补强圈与筒体之间的间隙量及不同开孔率对接触的影响也作了初步探讨。     

压力容器筒体与补强圈间接触特性的研究

在应用薄壳理论对压力容器开孔补强结构进行分析时,常常假设补强圈与壳体间没有接触,对于该假设的合理性并没有相应的依据.文中采用ANSYS软件提供的非线性有限元技术, 分别模拟内压、接管横向、纵向弯矩作用下补强圈与圆柱壳体间的接触行为.分析与试验数据表明,有限元接触分析能很好预测补强圈的应力场,同时对补强圈与筒体之间的间隙量及开孔率对接触的影响也作了初步探讨.     

压力容器接管部位的可靠性设计研究

使用ANSYS软件对某压力容器筒径,不同开孔直径壳体,共3个模型的开孔接管部位进行分析设计,同时提出最弱环模型对接管部位应力强度进行可靠性评定。研究结果表明,在接管需要补强时采用补强圈或厚壁接管补强,均可有效地改善孔边应力集中;随着开孔率的增大,厚壁补强接管部位的可靠性大于等面积补强法所得结果;最后提出厚壁补强时合适的可靠度取值。     

大型立式储罐罐壁开孔补强应力分析

简述了大型储罐罐壁开孔补强的基本设计原则.对比JB/T 4736-2002《补强圈》标准中有关材料强度及厚度的要求,得出现有大型储罐的第一圈罐壁材料强度及厚度均不符合该标准要求.采用有限元数值计算模拟了储罐开口补强处分别在有无补强圈、不同开孔直径以及不同接管内伸长度时开孔周边的应力分布规律,并根据计算结果,对比分析储罐大开孔补强与小开孔补强的特性差异.分析了罐壁开口补强处的应力分布规律,并得出了相关结论,为储罐设计者合理设计开孔补强提供参考.     

圆柱壳贴板补强结构的实验研究

本文根据美国压力容器委员会计划对圆筒形容器的贴板补强结构进行一系列研究的要求,对5台开孔接管贴板补强结构的圆柱壳容器进行了电测应力实验,所得结果为从理论上研究圆柱壳开孔接管贴板补强结构应力状况和在实际中有效应用贴板补强的设计规范提供了参考。     

接管纵向弯矩作用下补强圈与壳体间的接触行为

在应用薄壳理论对压力容器开孔补强结构进行分析时 ,常常假设补强圈与壳体间没有接触 ,对于该假设的合理性并没有相应的依据。本文采用ANSYS软件提供的非线性有限元技术模拟了纵向弯矩作用下补强圈与圆柱壳体间的接触行为 ,分析了接触行为对整个结构最大应力的影响 ,考察了接触变形和接触压力的变化 ,同时还分析了补强圈与壳体之间的间隙变化及不同d/Di 值对接触压力的影响     

球壳大开孔内伸接管补强分析

球壳大开孔的补强设计中,相比于压力面积法和ASME法,有限法更直观和快速。建立一系列有限元模型,利用应力强度评定的方法,分析球壳大开孔内伸接管补强中接管内伸长度以及接管与球壳壁厚比t/T对补强效果的影响,结果表明:随着接管内伸长度的增长,局部薄膜应力逐渐减小,弯曲应力逐渐增大,一次应力加二次应力则先减小后又增大;随着接管厚度增加,局部薄膜应力、弯曲应力、一次应力加二次应力都逐渐减小,但减小的幅度下降;在模型下,接管内伸长度h2≤80mm、接管与球壳壁厚比1.5≤t/T≤2.7时,补强效果良好。     

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。     

补强圈与壳体接触特性的有限元分析

采用ANSYS软件的非线性分析方法,模拟分析了补强圈与壳体之间的接触行为。以一个水冷磁体容器开孔补强设计为例,分析补强圈与壳体在不同内压下,接触间隙对接触应力与最大应力的影响;同时采用间接的热-结构耦合分析方法,分析了接触间隙对热应力的影响,并对不同温度下,接触间隙对热应力的影响进行了探讨。     

相贯线处含穿透裂纹接管的补强研究

由于含缺陷容器在补强下的安全评价对在役压力容器的使用有重要的意义,使用ANSYS软件,采用三维有限元方法,对带补强圈含肩部穿透裂纹接管在内压作用下结构的应力进行计算和分析。研究表明,在弹性范围内,此结构的最大Mises应力与内压呈线性关系,且结构最大Mises应力的位置为接管腹部下方容器和补强圈的焊接处。在内压一定的情况下,此结构的最大Mises应力比带补强圈无缺陷接管的应力大,比无补强圈无缺陷接管的应力小。此结论能够指导实际工程中对此类缺陷的补强和评定。     

压力容器圆筒大开孔补强计算方法

对美国ASME大开孔补强计算方法进行了分析,用有限元法对圆筒大开孔计算截面的应力进行了考证,发现除了ASME给出的、绕圆筒母线的弯矩外还存在一个数值相当的、绕接管母线的弯矩,补充建立了补强环在环平面内弯曲的计算模型,提出一种新的圆柱壳开孔补强的工程计算方法。     

弯矩作用下补强圈对带压开孔管道强度性能影响的试验研究

采用与带压开孔中相同的焊接工艺制造了有补强圈和无补强圈两台试验模型,并进行横向弯矩试验。结果表明:模型主管、支管和补强圈横向截面两侧的应力分布呈现反对称性,模型支管根部有明显的应力集中现象;补强圈改变了模型主管上的应力分布规律,主管上的应力集中区从支管和主管的相贯区转移到补强圈外边缘的焊缝附近;补强圈降低了模型的最大应力,提高了模型的承载能力,有补强圈模型的应力比降为无补强圈模型的1/2,但极限弯矩提高为无补强圈模型的1.45倍。     

微动接触应力的有限元分析

以方足微动桥,试样接触几何条件为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件对其接触面上的应力分布进行弹性有限元分析,验证用ANSYS所建计算模型的正确性,分别计算不同名义接触压力和不同摩擦因数条件下接触状态（粘着区、滑动区、张开区）和接触面应力分布,选取不同水平的循环载荷进行计算,研究接触状态和应力分布随循环载荷的变化情况。结果表明,微动疲劳过程中接触表面拉应力与剪应力在接触面的粘,滑交界区存在突变,微动疲劳裂纹正是在这一区域内萌生并扩展,计算结果与实验结果吻合很好。     

不锈钢反应釜顶盖开孔结构设计和应力分析

从安全的角度出发,给出反应釜顶盖与筒体焊接,在一侧开人孔的结构。基于开人孔的位置悖于常规,先采用常规设计方法设计出顶盖厚度,然后分别采用无力矩理论和有限元软件ANSYS作了应力分析,给出人孔接管与顶盖及筒体相贯线上的一系列应力分布曲线,并参照JB 4732-95《压力容器分析设计标准》作了强度评定,结果表明强度不足。然后采用内部贴补强圈的局部补强结构,经过二次分析评定,强度满足要求。并对设备的无损检测作了相关说明。