化工用压力容器的设计与应力分析

本文首先根据使用要求设计了压力容器的结构,包括罐体、封头、内部物料架、加强圈以及外部支座,其次根据设计参数进行CAD三维建模,最后将CAD模型转化为CAE模型进行有限元分析,根据有限元分析改进了封头,并确定了加强圈的数目。     

基于COSMOSWorks的钢制压力容器有限元分析

压力容器设计的常规方法是采用薄膜理论和第一强度理论进行设计,以保证压力容器不允许出现塑性变形的前提下确定主要受压元件用材和焊缝系数.由于在设计中未对实际应力进行严格而详细的计算,设计选取的安全系数较大,经济性不好.利用COSMOSWorks软件的有限元分析功能,模拟实例容器加载后的应力、应变、位移情况,揭示出了压力容器承载时的应力分布规律和变形情况,进而对初步设计进行修改和优化,达到节约材料或明确工作能力的潜力的目的,为实现压力容器优化设计的准确性和可靠性提供了一个有效途径.     

压力容器分析设计

以应力分析为基础的《钢制压力容器——另一标准》将于今年颁布。这个标准的设计准则与以往颁布的同类标准不同,放弃了常规设计的观点,而采用分析设计的观点,因而使压力容器的设计更为合理、经济,且安全可靠。本文仅就该标准的有关设计准则做了扼要的介绍,以使读者对此有个基本认识。     

基于参数化设计的压力容器有限元分析

本文基于国标GB150-2011关于压力容器的规定,完成压力舱及平盖的各项参数计算,基于计算所得参数完成压力容器的结构设计。为进一步探究计算所得参数的可行性,利用ANSYS对压力容器进行仿真分析,对压力容器结构强度及密封性能展开研究,得到压力容器处于工作状态时的应力及变形分布情况。由数值仿真结果所得应力及变形云图可知：压力容器处于最大工作压力时,平盖及压力舱O形圈沟槽处的相对变形量为0.13mm,O形圈压缩量为17.5%,满足密封性能的要求。压力舱最大应力为150MPa,平盖最大应力为100MPa,两者的应力值均小于材料的屈服强度,满足结构强度要求。     

加氢反应压力容器的设计

基于国内外加氢反应压力容器发展历程和使用要求,设计了一种用于高温高压环境下原料油加工的压力容器。对该压力容器的筒体、封头及法兰等零件进行了设计、优化及校核,结果表明,所设计的加氢反应压力容器满足使用要求,结构可靠,使用性能良好,可为其他各类压力反应容器的设计提供一定的思路。     

压力容器壳体的有限元分析及优化设计

鉴于压力容器安全问题的重要性,传统的设计偏于保守,壳体较厚重。利用有限元分析软件（ANSYS）对壳体进行有限元分析,在保证其它要求的情况下,尽可能的减小压力容器壳体质量,从而有效地减少设备总质量,达到节能、降低成本和价格的目的。     

压力容器分析设计需讨论的若干问题

自从20世纪60年代美国公布ASMEⅢ和ASMEⅧ-2压力容器应力分析设计规范以来，国际上很多学者开展了大量的研究工作，很多国家相继制定了压力容器应力分析设计标准，特别是最近二十几年，由于计算机的飞速发展，为有限元应力分析提供了硬件条件，同时因制造压力容器的材料、焊接工艺以及检验手段的不断提高，也对压力容器设计计算的精确度提出了更高的要求。     

压力容器结构设计的基本要求

论述压力容器结构设计的重要性。     

基于ANSYS的压力容器应力分析

在Pro/E中建立压力容器三维模型后,采用ANSYS对压力容器进行有限元分析,获得在多种载荷综合作用下应力、应变的真实分布情况,找出最大应力处及危险截面。为压力容器的设计、精确校核及结构优化提供可靠的数据参考,使得对压力容器的设计更为科学合理。     

压力容器参数化设计及缺陷安全评定系统研发

通过分析目前压力容器行业存在的主要问题，提出了基于VB和ANSYS开发压力容器参数化设计和缺陷评定集成系统的方案。剖析了将“设计”与“评定”两者结合的优势，并详细介绍了系统的结构及功能，阐述了APDL参数化模板文件设计与含缺陷容器有限元分析实施方案的关键技术开发方法。     

宇航COPV缠绕复合材料结构设计的技术研究

分析了宇航复合材料压力容器技术指标的特点和确定方法,初步探讨了圆柱形、球形、近球形、椭球形、环形、锥形容器纤维缠绕复合材料壳体的结构特点,COPV作为宇航系统中的关键部件,其研制技术（如COPV结构效率）将直接决定其性能,对宇航系统有很大的影响。本文对宇航复合材料压力容器的发展趋势进行了分析。     

ANSYS极限载荷分析法在压力容器设计中的应用

基于弹性分析的应力分类法在压力容器分析设计中的应用已十分普遍,但在一些情况下,不能准确地区分一次与二次应力强度,如果按一次应力进行控制可能偏保守,按二次应力控制又偏冒进,一次结构法使用起来又比较复杂,因此需要寻找一种方便快捷的替代方法。随着工程实践和理论研究的进步,用以解决应力分类法不足之处的替代方法已逐渐成熟。从相关规范、ANSYS有限元软件应用等方面讨论了极限载荷法在压力容器分析设计中应用的方法及注意事项。     

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ANSYS参数化语言的压力容器优化设计

通过有限元软件ANSYS,结合机械优化设计方法,对Φ500mm钛合金压力容器进行应力分析和结构优化设计。优化结果表明:在容器重量下降331g,降低约2%的基础上,结构不连续区域最大应力下降183.84MPa,降低约17.23%,容器应力分布更加均匀合理。     

基于APDL的压力容器壁厚优化设计

在某化工用压力容器壁厚的优化设计中,利用大型有限元分析软件ANSYS的APDL语言对该压力容器进行参数化建模、有限元分析及优化设计,得到了较为合理的结构形式和尺寸,在满足工程要求的情况下,节省了大量的材料,实现了轻量化的目标。ANSYS软件将有限元与优化设计相结合,让设计变得更轻松。     

基于整体有限元应力分析的齿啮式快开压力容器设计

通过接触单元来数值模拟啮合齿的接触过程，建立了基于整体有限元应力分析和应力分类的齿啮式快开压力容器设计方法。大量工程设计表明，按该方法设计的容器满足结构强度和疲劳寿命要求。     

厚壁压力容器接管应力分布的三维有限元分析

对厚壁压力容器的应力分布进行三维有限元分析,研究不同焊接结构型式对接头应力分布的影响,并比较承载能力,利用映射和ＡｕｔｏＬｉｓｐ编程方法实现三维网格的自动剖分,对压力容器生产中焊接结构型式的选取有指导意义。     

关注与推进压力容器设计体制进入国际化

结合当前国内外压力容器设计体制方面的差别,概述了推进中国压力容器设计体制国际化的必要性,分析了制造厂与工程公司进行压力容器设计的现状及存在问题,并从制造厂的人力资源建设、图纸审核深度以及工程公司的设计条件细化、人员培训等角度提出了推进压力容器设计体制国际化的可行措施。     

绕丝式超高压容器设计辅助系统

根据绕丝式超高压容器设计的特点,提出了容器筒体轻型化模糊优化数学模型,并利用Visual C 语言,开发了绕丝式超高压容器常规设计和模糊优化设计的计算机辅助设计系统,还利用实例对两种设计结果进行了对比.     

ANSYS二次开发及其在压力容器热态密封分析中的应用

利用ANSYS软件中的二次开发工具APDL语言,并结合通用编程工具VB和Fortran,开发出了核压力容器法兰密封系统瞬态密封分析程序系统中的前后处理数据交换程序并修改了该程序系统的求解器。该系统以ANSYS前后处理工具建立有限元模型并进行结果处理,用自行开发的瞬态耦合热弹性接触分析程序进行计算分析。ANSYS与计算分析程序间数据接口由自行开发的专用程序自动完成。该系统以ANSYS为平台,具有一定的通用性。将系统用于工程实际问题的分析,和试验结果吻合良好。