带偏置大接管封头的三维有限元分析与强度评定

对联苯锅炉上带偏置大开孔接管的封头进行了三维有限元分析，得出了接管、封头截面以及二者相贯线上的应用力分布曲线，并按分析设计原理应用第三强度理论进行强度评定，结果表明该封头－－接管连接处强度能满足安全要求。     

吸附器封头开孔接管结构应力分析与优化设计

吸附器封头开孔接管结构在吸附工况下,由于几何不连续性会导致局部出现高应力集中,使得开孔区域成为吸附器强度失效破坏的危险部位,所以对吸附器封头开孔接管区域进行强度分析与优化设计具有重要工程意义。传统压力容器设计方法为了保证设备平稳运行,往往通过增加容器壁厚来满足强度要求,设计的容器壁厚较大,质量过重。利用ANSYS Workbench有限元软件,对吸附器封头开孔接管结构进行应力强度分析,建立相应优化模型,通过Workbench响应曲面多目标优化,结合遗传算法对封头开孔接管结构进行优化。以最大应力满足强度设计标准为约束,质量最小为优化目标,给出优化设计后结构尺寸及对应的封头接管质量和最大应力。结果发现,对于封头和接管过渡区出现的最大应力,通过优化封头壁厚、接管壁厚和封头曲面深度三个变量,能够使最大应力在满足强度要求条件下,封头壁厚从34 mm减至24 mm,接管壁厚从30 mm减至26.8 mm,封头整体质量从446.7 kg减至359.7 kg,封头质量减轻近20%,封头整体结构得到有效优化,生产成本明显降低。     

球形封头开孔接管结构屈曲特性研究

针对外压作用下球形封头开孔接管结构,采用有限元非线性屈曲分析方法,探讨不同结构参数对其临界失稳压力Pcr的影响.研究结果表明,当球壳主体参数径厚比一定时,临界失稳压力削弱系数K随开孔率增大而下降,随接管与封头厚度比增大而增大.接管与封头厚度比较小时,计算模型失稳位置位于接管;接管与封头厚度比增至一定值时,计算模型失稳位...     

催化装置分馏塔底椭圆封头大开孔的技术改造

哈尔滨炼油厂的Ⅰ套催化裂化装置分馏塔系原大庆70—1型蒸馏——催化装置的分馏塔,该设备陈旧且容量不足,为了适应生产的发展,塔体经过了多次增容改造,在1980年进行了蒸馏和催化反应部份的分离改造,尤其是在1987年对反再系统进行了大规模的改造后,该套装置的处理能力由原来的19万t/a增加到目前的40万t/a,但塔底的油浆釜仍为原型不变,其内径为1000mm,高度为2400mm,而且原料的组成也由过去的蜡油馏份变为常底渣油,因油浆系统结焦、催化剂沉积、油浆系统长时间抽空及液位失灵等原因而导致的停工事故已发生多起,所以必须对分馏塔釜体进行改造。     

板翅式换热器封头许用接管外载荷计算方法及应用

分析了板翅式换热器封头接管外载荷产生的原因和进行许用接管载荷计算的必要性。通过对组合极限接管载荷分量相互关系的分析,提出了接管载荷强度验算简化公式和以壳结构有限元应力分析为基础的许用接管载荷计算方法。以某封头为例,分析了接管载荷对封头强度的影响规律,给出了许用接管载荷计算过程和结果。通过对许用接管载荷计算方法及算例的分析表明,提出的方法是可行的,可有效解决封头接管载荷强度设计问题。     

异种钢锥壳径向接管开孔结构强度研究

锥壳接管开孔结构是压力容器常见结构。考虑开孔率和材料的强度匹配的影响,对异种钢锥壳径向开孔接管结构强度进行研究。根据GB150-2011中等面积法确定接管壁厚,在此基础上,按照JB4732-1995(2005确认)和极限载荷法分别进行强度评定,并对比评定结果指出不同设计方法安全裕度的不同。研究表明,开孔率和材料的强度匹配显著影响锥壳径向接管开孔结构强度。与应力分析法及极限载荷法比较发现,对于较低强度匹配和较大开孔率的锥壳径向接管开孔结构,采用等面积法设计没有足够的安全裕度,为此类结构的设计和强度研究提供了借鉴。     

基于ANSYS参数化的封头大开孔结构优化设计

运用ANSYS的APDL语言进行参数化有限元建模,对椭圆封头大开孔接管整体补强结构的重量进行优化设计。     

压力容器封头及接管的设计与计算

压力容器封头的几何尺寸是影响封头可靠性的重要因素之一,常规设计不能说明封头在多大程度上是安全可靠的,一般的设计图纸不直接给出封头接管的长度,这给制造厂家带来了如何确定接管长度的计算困难,根据在设计及制造压力容器封头上接管尺寸理论计算的经验与实践的验证,建立了压力容器中标准椭圆封头接管尺寸设计的数学模型,该模型在满足设计标准应力校核情况下,得出更为理想的设计方案,并运用MatLab自定义函数求出封头接管尺寸的精确数值,使设计快速、计算精确,方案合理,节省了资源和时间,提高了安全性可靠性.     

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。     

三圆弧椭圆封头及其参数优化

使用有限元方法研究了标准椭圆封头以及双圆弧近似椭圆封头应力状态,对它们的应力分布进行了分析。针对双圆弧近似椭圆封头的峰值应力较标准椭圆有较大提高这一事实,提出了用优化的三段圆弧代替了两段圆弧作近似椭圆封头的母线。应力分析的结果表明,三段圆弧近似椭圆封头的峰值应力已十分接近标准椭圆封头,而且其成形工艺亦不复杂。     

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。     

冷凝器大直径接管的应力计算与强度分析

运用有限元方法对具有大直径接管的冷凝器进行了应力分析，得到了接管部位的应力分布，并按照分析设计原理进行了强度评定，针对原设计中的不足，进行了多方案计算，为该结构的改进提供了依据。     

翻边接管结构对锅炉汽包强度的影响

本文应用SAP91程序中的三维实体单元,对电厂使用的带有翻边接管结构的汽包进行了应力计算。通过对应力计算结果的分析,探讨了翻边接管结构对汽包强度的影响。     

轴向静载荷作用下螺栓强度的试验研究

试验研究表明:在轴向静载荷作用下,无论松联接或紧联接,以及联接中的预紧力是否控制,螺栓强度与直径的关系具有相同的趋势,螺栓的强度也几乎相近。并发现螺栓中扭转应力的存在并不降低螺栓的抗拉强度。据此,本文对轴向静载荷作用下紧螺栓联接的强度计算提出了看法。     

压力容器开孔接管区的有限元分析和实验研究

根据对压力容器正交和切向开孔接管区进行的有限元分析,获得容器筒体、接管及其连接部位的应力分布结果,利用电阻应变测试技术进行现场测试。结果表明,压力容器开孔接管产生明显的应力集中,各类应力的最大值发生在接管与筒体连接处,是筒体失效的危险区域;与压力容器正交开孔接管相比,压力容器切向开孔接管的应力分布更趋复杂,有更明显的应力集中。     

循环内压下球形封头开孔接管的安定评估方法

基于有限元软件Abaqus系统,研究了开孔半径和开孔位置因素对球形封头在循环内压下弹性安定极限载荷的影响,提出了相应的经验评估方法。验证结果表明,安定评估方法可较好地评定循环内压下开孔球形封头的安定性。     

椭圆封头与筒体过渡段应力分布

在中低压容器常规设计中,对椭圆封头与筒体过渡段的边缘应力一般不予计算,只在结构上进行局部处理。为了探究边缘应力对椭圆封头及筒体过渡段的影响,文中针对5种不同直径的椭圆封头,采用ABAQUS有限元分析软件和有矩理论,对比研究了封头过渡段内外壁面应力的变化规律,同时采用有矩理论研究了封头过渡段内外壁面边缘应力的影响范围及最大值出现的位置。结果表明：5种不同直径封头直边段内外壁面存在大小相等、方向相反的边缘应力,内外壁面最大径向边缘应力与筒体薄膜应力相当,最大值至连接处的距离远大于椭圆形封头标准规定的直边高度,直径越大,距离越远。封头标准GB/T 25198—2010中规定直边高度处径向应力超出筒体薄膜应力的44%～61%。直边段与筒体薄膜应力相当的横截面距连接处0～15 mm,与直径关系不大。研究结果可对中低压容器的设计制造和安全运行起到一定的指导作用,为封头标准的修订提供参考依据。     

大开孔接管结构优化设计

对某公司设计的尾气再热器中的大开孔结构进行强度和稳定性分析,发现原设计的结构过于保守,有较大的优化潜能。以设备质量最小为优化目标,利用ANSYS的优化模块对该结构进行优化计算,经强度及稳定性分析,优化所得结构完全满足强度、稳定性及功能要求,且具有很好的经济性。     

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.