圆柱形爆炸容器冲击载荷及其动力响应的数值模拟

采用ANSYS/LS-DYNA软件对单层圆柱形爆炸容器内部中心点爆炸后冲击波的产生、传播和壳体动态响应进行了数值模拟。结果表明:爆心环面应变呈现出非严格一致的周期性消涨特征,应变在第一个1/4周期内就得到了最大值,而离开爆心环面筒体上其他点也出现了应变增长现象;爆炸容器封头顶点所受的载荷最大,是最易发生破坏的地方,侧壁与爆点所在横截面的交线也易破坏。     

椭球封头圆柱形爆炸容器振动特性研究

对椭球封头圆柱形爆炸容器在中心点爆炸状态下的 19次有效炮实验给予了介绍并对实验结果的壳体振动特性进行了分析。理论和实验分析表明 ,在封闭容器内爆炸冲击载荷具有明显的脉冲激励特征 ;容器壳体的振动频谱主要受前 10阶固有频率的影响 ;随着冲击载荷的增加 ,其壳体的主振频率将趋于相应壳体的呼吸频率 ,其应变增长具有减少的趋势 ;联接螺栓的振动模态主要受相应圆柱壳体和封头轴向振动模态的影响 ,并出现了在时域上其振动模态在圆柱壳振动模态和封头轴向振动模态间跳变的现象。     

压力容器应力场数值模拟及边缘应力初探

利用三维扫描仪对压力容器进行扫描,从而比较精确的建立模型,再利用ANSYS软件得到椭球壳与圆柱壳体的连接处的边缘应力的分布曲线和碟形壳与圆柱壳体的连接处的应力分布曲线,重点解决了压力容器边缘应力的计算问题,对设计压力容器时的安全性提供了重要的资料。     

双母线椭球壳液压胀形过程应力与变形分析

通过设计双母线椭球壳作为胀形前预制壳,解决了初始轴长比大于2的椭球壳在胀形过程赤道带起皱的问题。为分析双母线椭球壳胀形过程的应力与变形特点,进行初始轴长比为1.5和1.7的双母线椭球壳液压胀形试验研究和数值模拟。通过数值模拟,揭示双母线椭球壳无模胀形避免起皱的机理。在变形过程中,赤道带板料一致承受双向拉应力作用;赤道带焊缝处在变形初始阶段存在纬向压应力,产生的原因是焊缝处多面壳体二面角展开过程存在弯曲效应,在焊缝外表面带来附加压应力,该压应力不足以引起失稳起皱;随压力升高,壳体各处均受双向拉应力作用。通过试验研究,绘制典型点的应力轨迹图,揭示双母线椭球壳胀形过程中塑性变形发展及壁厚变化规律。极带最先发生塑性变形,随着压力的升高,塑性逐渐向赤道线方向发展,赤道线最后发生塑性变形;壳体侧瓣中心线比焊缝线更容易发生塑性变形。极带的变形量大于赤道带,所以壁厚的最大减薄位于极点,最大减薄率分别为10.4%和16.3%。最终获得合乎设计要求的椭球壳。     

内部爆炸加载条件下圆柱钢壳的动态断裂

在内部爆炸冲击波载荷作用下,爆炸容器的动态断裂是进行爆炸容器安全评估和失效分析的基础。为了研究爆炸容器的动态断裂特征,进行圆柱钢壳在中心装药的爆炸加载实验,采用非线性动力有限元分析程序LS-DYNA分析圆柱钢壳的弹塑性动力响应,研究圆柱钢壳的宏观变形和断口的宏观、细观形貌,分析圆柱钢壳的断裂模式及断裂机理。结果表明,圆柱钢壳纵向断口具有微孔聚集型剪切韧窝断裂特征,呈现出微孔聚集型剪切韧性断裂模式。内部爆炸冲击波加载下圆柱钢壳因径向膨胀发生动态塑性变形,产生剪切带,由于剪切带的软化效应而成为优先断裂通道,剪切带和环向拉应力的共同作用是形成微孔聚集型剪切韧窝断裂这种混合韧性断裂模式的原因。     

柱形爆炸容器动力学响应的有限元模拟与实验检验

应用ANSYS／LS—DYNA非线性有限元程序,对爆炸容器爆心截面部位的环向应变进行了数值模拟。为检验模拟结果,进行了相应当量的化爆实验。分析应变波形发现,两种方法所得峰值应变相近,且峰值到达时间基本一致。由于实际容器的结构响应有多种振型参与,使得试验波形比模拟波形复杂。应用有限元模拟法可研究爆炸容器动态响应的基本特征,在设计和研究爆炸容器时应用该方法成本低、效率高。     

受内压V型膨胀节的应力分析

分析了复杂组合壳体V型膨胀节在内压载荷作用下周向和经向薄膜和弯曲应力.膨胀节由一个正曲率的环壳、一个圆锥壳和一个负曲率的环形壳构成,装配在一个环形的圆柱管道内.应力分析中采用了旋转壳体的弯曲理论.采用Clark的近视解分析环形壳体单元.以Fortran计算机程序估算了8个不同尺寸膨胀节的数值解.绘制了组合壳体沿圆周方向在各种不同几何尺寸上应力变化趋势.列表显示了圆周方向应力最大值和它们的位置.结果证明在所有几何尺寸的膨胀节的四个应力中,经向弯曲应力最大.因此,这个应力在受内压载荷的V型膨胀节的设计中起关键的作用.     

水下爆炸载荷作用下单层板壳结构失效概率分析

水下爆炸载荷作用下, 舰船防护板壳结构的可靠性研究具有重要的理论意义和工程价值.取炸药密度、钢材的弹性模量、极限强度作为基本随机变量,利用蒙特卡洛模拟得到100组随机变量的样本值;采用有限元程序LS-DYNA对水下爆炸载荷作用下的钢板进行仿真计算,对计算结果进行分析,得到板的最大应力值;并检验最大应力是否服从正态分布,应用可靠性基本理论求得钢板的失效概率,对工程实际具有一定的指导作用.     

管道载荷作用下圆柱壳的局部应力计算方法

介绍几种管道载荷的计算方法和适用范围,计算圆柱壳上接管受管道载荷作用时壳体的应力,比较分析WRC107、WRC297、TD001-2013、有限元法对管载作用下壳体薄膜和表面应力的作用。     

基于ANSYS的卷接机组横梁有限元分析

为检验所设计的(工装)横梁是否满足强度和刚度需要,根据横梁在吊装过程中所承受的载荷进行了受力分析,并基于ANSYS软件进行有限元计算,计算结果得出当横梁承受4000 kg时最大应力为34.7 MPa,最大应变为0.03 mm,当横梁承受8000 kg时最大应力为69.5 MPa,最大应变为0.08 mm,研究结果表明,横梁能够满足工作强度需要。