高压容器偏心不等厚球形封头不连续应力的计算

本文建立了偏心不等厚球形封头不连续应力计算的普遍公式,并由此导出了等厚度球形封头不连续应力计算的经典公式。并指出采用堆焊过渡结构可进一步降低不连续应力,削边过渡可用于压力不高的情况。     

内压锥壳大端与球壳连接结构及其强度分析

锥壳大端连接球壳是常见的流化床反应器上部扩大段结构形式,现行常用标准未对该结构的设计作具体规定。参照GB 150.3—2011《压力容器第3部分:设计》有关锥壳大端折边厚度计算、球壳厚度计算、圆筒和封头连接的对接接头形式,讨论了内压锥壳大端与球壳连结的结构形式的特点,指出折边和锥壳的连接通常为不等厚对接。采用通用有限元软件ANSYS分析了3种不等厚对接过渡段的应力分布,对应力集中部位作了应力线性化处理和应力强度评定,指出了3种不等厚对接方式的特点,总结了此类结构的设计要点。     

设置加强箍多层高压容器裙座支承结构设计

分析了裙座支承的多层高压容器筒体与不等厚半球形封头连接部位的应力状况,指出该连接部位因结构不连续而产生附加边缘应力并存在明显的应力集中,使得该部位成为高应力区。裙座壳与半球形封头焊接连接,由于结构约束,封头的焊接部位还要承受附加弯曲应力。为了改善多层筒体与半球形封头连接部位的应力状况,根据带加强箍半球形封头的高压容器专利技术,设计了一种多层高压容器裙座支承新结构,即在半球形封头的外面设置加强箍,将裙座壳与加强箍焊接连接。此结构多层筒体与封头的连接部位应力集中系数小,且裙座壳不与封头焊接,因此封头上不存在因结构约束而产生的附加弯曲应力,整个结构的安全可靠性得到了提高。     

壳程压力载荷下挠性管板扳边应力分类及评定

挠性管板扳边应力比布管区应力大得多，在管板设计计算中应重点考虑。GB/T 16508—2013 《锅壳锅炉》和SH/T 3158—2009 《石油化工管壳式余热锅炉》仅给出了挠性管板扳边结构设计的指导意见和适用范围，没有给出扳边部位的强度计算方法。有关挠性管板应力分析的文献也未给出只考虑压力载荷作用下扳边应力的分类和评定。以1台火管锅壳锅炉为例，对其变形进行分析，建立了5个扳边应力计算有限元模型，研究了在只承受壳程压力载荷下，挠性管板扳边的应力分类和评定。结果认为，挠性管板扳边应力为典型的二次应力，其薄膜应力加弯曲应力应按二次应力进行评定。     

较小半顶角的内压锥壳厚度计算分析

在压力容器设计中,锥壳半顶角大多不超过30°。本文从理论分析、公式推导和工程实例论证三方面入手,论证了锥壳半顶角不超过30°时折边过渡的必要性和计算折边锥壳厚度时的简易方法。     

基于ANSYS的固定管板换热器有限元分析

建立了固定管板式换热器的有限元分析模型,按标准方法计算六种工况下管板应力、壳程筒体的轴向应力以及换热管的轴向应力。同时采用JB4732-1995的方法对管板与筒体的应力进行评定,采用GB/T151-2014的方法对换热管的轴向应力、拉脱力进行评定。结果表明,管板及换热管满足结构的强度要求。     

釜式重沸器锥壳上开设人孔分析

对釜式重沸器斜锥壳上开设人孔的结构建立了简化力学模型,并进行了有限元计算,发现该结构的最大应力强度点发生在斜锥壳开孔与接管的连接区,且位于斜锥壳具有最大倾斜角的经线上靠近大端筒体侧的接管内壁。对几组人孔的分析计算及应力强度评定结果表明,该结构人孔接管及斜锥壳壁厚需要有一定的裕度才能满足强度要求。此类结构可行,建议进行详细的应力分析以保证结构的安全性。     

管壳式外导流换热器外导流筒的应力计算

本文推导了管壳式外导流筒筒体—锥壳连接段在内压作用下的应力计算式。用它计算了两个钢模型的应力分布,计算结果与实验值符合。     

带内伸接管加强圈补强结构应力分布

针对带内伸接管加强圈补强结构的圆柱形内压容器 ,以DXF格式文件为中介 ,用数学方法自动生成的有限元计算模型进行了三维线弹性有限元应力分析 ,得到了内压圆柱壳带内伸接管加强圈补强结构的应力分布规律。在接管与筒体相贯线最低处筒体内壁上的当量应力最大 ,应该作为设计中的主要控制参数。分析结果为带内伸接管加强圈补强结构的设计提供了依据     

管壳式换热器外导流筒的应力计算

外导流换热器的壳体是一种带有无折边变径段的圆筒形容器,并在其导流筒内焊有内筒。本文介绍了这种换热器外导流筒的应力测定结果,并在文献[1]应力计算式的基础上,提出了导流筒的应力计算式,其计算值与实测值相符合。     

多层包扎高压容器筒体与球形封头连接部位的结构分析与优化

石油化工以及航空航天行业中经常需要使用大型高压容器作为反应或储存容器,受制于材料厚度以及单层筒体壁厚方向力学性能均匀性问题,筒体常采用多层包扎的形式,封头一般采用受力状态良好又节约材料的单层球形封头.根据中径公式,筒体壁厚大约是球形封头壁厚的2倍.但由于二者连接的部位结构突变,存在应力集中和边缘应力,因此其壁厚比例关系...     

JZG18型死绳固定器支臂总成的力学性能分析

现有研究缺乏死绳拉力对死绳固定器力学性能影响的分析.鉴于此,基于JZG18型死绳固定器支臂总成静力学分析,利用有限元分析软件,针对其原始模型受力薄弱位置,提取影响其强度的主要结构参数进行正交优化,确定最优结构参数为:绳轮肋板厚度25 ～ 35 mm、绳轮壁厚度42～52 mm、传感器支臂过渡圆角半径120～ 140mm...     

电焊钢管高精度边部弯曲成型CRE法的开发

在生产壁厚从薄壁到厚壁很大范围的电焊钢管机组,以提高外径和壁厚变化轧辊共用性和提高边部成形性能及稳定质量为目的,新日本制铁公司则设计和开发出把上下轧辊以垂直轴为忠才交叉是到适合的所规定弯曲曲率和壁厚间隙形状的交叉轧辊边部弯曲ＣＲＥ成型法。已制成试验机进行了成形试验,并进行数值解析,根据所要求弯曲曲率轧辊共用性,以及有效利用弯曲力矩来提高边部成形性能和减少压痕的高精度成形,其优越性和可靠性已经得到了     

应力分析法进行斜锥壳设计的探讨

针对带蒸发空间的卧式换热器中圆柱壳体与管箱之间过渡元件斜锥壳的设计，提出现有设计方法存在的问题，用应力分析的方法推导出斜锥壳壁厚设计的计算公式。     

高钢级大壁厚管线钢管DWTT影响因素探讨

介绍了国内管线钢管生产中落锤撕裂试验(DWTT)常用的标准。对于大壁厚管线钢管的DWTT,可采用全壁厚试样和规定尺寸的减薄试样来进行。从韧脆转变温度、断口剪切面积评判方法和减薄试样加工方法几个方面探讨了高钢级大壁厚管线钢DWTT的影响因素。提出了建议:采用减薄试样DWTT时,应避开材料的韧脆转变温度进行试验;采用单面减薄和双面减薄试样DWTT时,应在标准中明确试样的加工方法;另外,应对不同钢级减薄试样降低相同温度的试验结果进行相应的系数修正。     

气体钻井防沉屑工具结构安全性分析

使用有限元软件研究了气体钻井防沉屑工具结构因素(喷孔角度、喷孔直径、喷孔距端面距离、工具壁厚)和工作载荷(扭矩和轴向力)对防沉屑工具结构安全性的影响。研究结果表明:(1)气体钻井防沉屑工具的工作安全性较高,可用于气体钻井施工;(2)孔径和工具壁厚对工具应力影响大,喷孔距端面距离次之,喷孔与轴线夹角影响最小;在设计和使用防沉屑工具时,为兼顾携岩性能和结构安全性,孔径不应太大,工具壁厚应适当增大,孔开在防沉屑工具中间部位;(3)防沉屑工具上使用减阻吸振套,可有效降低工具与井壁的碰撞强度和动载系数,还可降低工具的实际应力。     

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在常规设计中，长期以来一直沿用等安全系数法，只考虑到构件足够的强度，无法解决可靠性问题。文章根据输气管道的环向应力和轴向应力，在米赛斯屈服准则的基础上，结合可靠性设计，得到了选择输气管壁厚的一种新方法，称其为输气管道可靠性因子设计法。该法概念清晰，计算简便，结果正确，还适用于圆筒形压力容器的计算。文中最后引用实例说明。     

双金属复合管复合模型有限元分析

运用“缩径法”思路制造双金属复合管,通过SolidWorks软件建立复合管复合模型,并通过SolidWorks Simulation 模块进行有限元分析,通过复合管的内、外管应力分析和管壁接触应力分析,最终得出采用“缩径法”理论可以成功复合双金属复合管;复合过程伴随着钢管壁厚增加,且缩颈率越大壁厚增加越大。     

1500～3100mm螺旋焊管机调型技术

详细介绍了特大直径薄壁螺旋焊管机组 ,分析了机组的成型方法和成型机设计特点 ,阐述了切管机、圆盘剪、后桥传动以及回转中心的设备结构 ,并就管径偏差等方面的调型技术进行了进一步论述     

套管内壁球形腐蚀坑洞的应力集中效应研究

研究点蚀坑应力集中分布规律对套管防护和寿命预测具有重要意义。基于球形腐蚀坑模型,采用有限单元法对球形点蚀应力集中问题进行数值模拟,得到了应力集中系数随套管壁厚、腐蚀深度等参数的变化曲线,分析了双坑以及点蚀群情况下应力集中系数的变化规律,并将所得结果与理论计算结果进行了比较。分析结果表明,数值模拟在一定程度上验证了理论公式的正确性,应力集中系数随腐蚀深度的增加而变大;应力集中系数主要与h/d(腐蚀坑洞的深度与开口直径之比)的变化有关,套管的壁厚对应力集中系数影响较小;双坑点蚀交汇能够增大应力集中。