锥壳开孔接管结构失稳临界压力研究

通过有限元方法对外压锥壳开孔接管结构进行分析,详细分析了不同结构参数对临界压力pcr的影响。由结果可知,一定参数范围内,锥壳开孔接管结构的临界失稳压力值随着d/D的增大、Do/δe的增大和δet/δe的减小而减小,在半顶角α=30°附近,结构的临界失稳压力值达到最大。通过正交分析得出影响pcr各因素的权重度为Do/δe>α>d/D>δet/δe。     

球壳大开孔内伸接管结构应力强度评定

利用有限元分析结果对一台开孔率为 0 .6、内伸接管长度为 2 0 mm的球封头大开孔模型容器进行了应力强度评定 ,给出了应力强度评定方法。     

异种钢圆柱壳开孔接管的应力强度评定研究

重点考虑了开孔率和材料强度匹配对异种钢焊接结构的影响。按照GB 150-2011常规设计等面积补强方法确定接管壁厚,在此基础上,采用以JB 4732-1995弹性应力分析和理想弹塑性极限载荷方法为依据的有限元方法分别对其进行安全评定。结果表明,开孔率和材料强度匹配显著影响评定结果。对于有较低强度匹配和较大开孔率的圆柱壳径向接管结构,采用常规设计方法没有足够的安全裕量,采用分析设计方法可以保证结构的安全可靠。     

圆柱壳开孔接管补强结构有限元分析

基于有限元法,运用ANSYS软件对圆柱壳体开孔接管补强结构进行分析,获得其应力分布规律。在应力分析的基础上,运用线性处理法对危险部位进行应力分类和强度评定,并确定了该圆柱壳的极限承载能力。沿着评定路径获得应力集中系数分布规律及其最大值,并与ASME锅炉及压力容器规范中的经验公式进行对比,验证了数值模拟结果的可靠性。     

基于ANSYS二次开发的锥壳开孔接管结构参数化有限元分析系统

以ANSYS12.0为开发平台,Visual Basic 6.0和APDL语言为开发工具,实现了锥壳开孔接管结构的参数化有限元分析系统。该系统通过输入锥壳及接管的相应设计参数,可迅速得到不同载荷工况下分析结构的应力强度分布,进一步应用分析设计标准进行应力强度评定。系统的开发有效地提高了设计效率,为此类结构安全评定和优化设计提供有效依据。     

圆柱壳径向开孔接管结构的塑性分析

介绍了压力容器分析设计中塑性分析方法的有限元数值模型,对圆柱壳径向开孔接管结构进行了塑性分析,并将分析得到的塑性垮塌载荷与实验得到的爆破压力进行了对比,为压力容器塑性分析方法的工程应用提供一定的参考。     

基于ANSYS与Matlab的偏心锥壳大开孔接管优化设计

以承受内压作用的偏心锥壳大开孔接管为研究对象,联合ANSYS与Matlab优化偏心锥壳接管的尺寸和形状参数,运用ANSYS进行建模和有限元分析求解,利用多目标基因遗传优化算法对参数进行优化,在结构满足分析设计要求的条件下,使接管质量最小为657.28kg,对应的最大应力值为245.35MPa。     

圆柱壳开孔接管的疲劳强度分析及结构优化设计

设备接管长期在循环载荷作用下,会产生疲劳开裂破坏。对于疲劳结构的设计,一般采用分析设计方法进行详细的应力分析来获得交变应力强度幅,进而进行疲劳强度评定。首先根据分析设计标准JB 4732—1995(2005年确认)确定了壳体的初始厚度,然后基于APDL语言建立了壳体与接管连接结构的三维全模型,并对其在设计工况与操作工况分别进行了应力强度分析与疲劳强度评定,结果发现结构满足应力强度要求,但不满足疲劳强度要求。通过调整接管的壁厚以及倒角尺寸,直到结构满足疲劳强度要求;同时也分析了接管内伸结构,该结构可以节省材料,提高疲劳寿命。     

带平齐接管的大开孔球壳应力分析及强度设计

在文[2]的应力分析结果基础上,本文给出了球壳大开孔平齐接管连接处的应力集中系数解析表达式和图表。按应力分类的设计准则提出了最大应力强度算式和壁厚设计算式,并将本文的结果与文[4]的结果进行了比较和验证。结果表明本文提出的设计方法是可靠的。     

圆柱壳大开孔接管的局部应力计算研究

在对压力容器上承受外载荷的接管开孔进行局部应力计算时,对于超出WRC107公报、WRC297公报使用范围的结构,现在只能使用EN13445中的方法和有限元分析的方法进行计算。从理论上讲,有限元分析法可以得到最为可靠的应力结果,但使用起来却会更费时费力。本文主要研究在对计算大直径开孔接管结构进行局部应力计算时,EN13445方法和有限元分析法计算结果的差异,通过对比分析,对在计算该种结构应力时方法的选择给出了一些推荐意见,从而使在工程上能达到即保证安全又降低成本的效果。     

压力容器开孔接管区的应力强度评定

通过Ansys对压力容器开孔接管区进行了有限元应力分析,得到了其受力特性和应力分布规律,并对其进行了应力强度评定.     

圆柱壳开孔接管处的应力线性化分析

压力容器应力分析设计方法是目前在压力容设计中普遍采用的一种方法,它根据应力不同的性质,选择不同的许用应力加以限制。本文简要地介绍了三种应力分类方法的思想,及有限元的应力线性化处理。并利用应力分类计算管道开孔处这一应力较为复杂的区域,绘制了不同角度下不同类型应力的情况。     

接管壁厚变化对圆柱壳开孔接管应力集中系数的影响

在接管补强设计中,随着接管壁厚的增加,可作为补强的截面积也会增加,若只增加接管壁厚来满足开孔补强要求,对开孔局部应力的分布会产生一定的影响,JB4732-1995(2005确认)附录J是基于弹性薄壳理论的内压圆柱壳开孔接管补强的分析计算方法。基于此方法,本文运用ANSYS有限元软件建立壳体单元模型和实体单元模型,对接管与筒体连接部位的实际应力分布进行分析,通过计算结果比较发现,在同一开孔率的条件下,单一增加接管壁厚,应力集中系数会随着接管壁厚的增加而降低,实体有限元模型与实际结构相符,能够真实地反映出该结构的实际应力分布状态,不受薄壳理论解的条件限制。     

法兰对开孔接管局部应力影响的研究

以三种典型的压力容器开孔结构为例,采用有限元方法,研究了法兰对开孔接管局部结构应力强度的影响。结果发现,法兰对开孔接管局部应力的影响甚微。法兰自身的受力情况仅影响其自身的应力分布,对接管与壳体连接处的应力强度几乎没有影响。     

组合载荷作用下圆柱壳开孔接管结构设计分析

采用应力分析法和极限载荷分析法,对在内压和支管外力矩作用下的圆柱壳径向开孔接管原结构、加筋结构和接管根部加厚结构进行应力分析和评定。结果表明:较之于原接管结构,接管根部加厚结构承载能力提高明显,而加筋结构在仅受内压时承载能力无甚改善,在组合载荷作用下承载能力有所增加;各接管分析结构基于应力分析法的最大应力位置和基于极限载荷法的最大应变位置并不一致,应力分析法评定结果较为保守,极限载荷法评定结果更合理。     

圆柱壳开孔接管外压失稳临界压力参数化分析

外压圆柱壳开孔接管是工程中常用结构之一,研究失稳临界压力可为其结构设计提供依据。本文针对4个无量纲参数:筒体外径与有效壁厚的比值、筒体长径比、开孔率及接管与壳体有效厚度比,探究外压圆柱壳开孔接管结构失稳临界压力。运用正交试验设计方法,组合出49组不同参数的模型,采用特征值分析、几何和材料双非线性分析方法得到各分析模型的临界压力,并分析各因素对临界压力的影响。研究结果可为外压圆柱壳开孔接管结构设计提供借鉴。     

内压简体开孔接管结构应力集中系数预测

针对内压筒体平齐式大开孔率开孔接管结构，提出一种基于有限元解的有效的应力集中系数（SCF）估算的经验公式。认为应力集中系数是A=d／√DT，n=T／D和ζ=（Dt）/（dT）函数，对近100个不同尺寸规格开孔接管结构的应力集中系数进行了较详细三维有限元分析计算，采用最小二乘法对应力集中系数规律进行了回归分析，得到了应力集中系数计算的经验公式，另外用83个开孔接管结构的有限元解与其进行了对比计算。结果表明，此经验公式的计算精度可以满足一般工程问题的要求。