压力载荷作用下非圆截面管件的应力分析

采用有限元方法,分析了含椭圆度的直管、弯头在内压或内压与轴向载荷共同作用下的应力分布.考察不同载荷方式与椭圆度条件下,直管、弯头的应力分布和大小.结果表明:在两种加载方式下,含椭圆度直管的应力集中区域在长轴端部的内壁侧与短轴端部的外壁侧;仅内压作用下,弯头应力最集中的区域为弯头与直管交界处的内壁侧;当内压与轴向载荷共同...     

固定管板釜式再沸器壳程斜锥应力分析

以某固定管板釜式再沸器为例,忽略局部结构,建立整体应力分析模型,利用ANSYS软件对各工况下的应力进行了计算;同时,仅取设备壳程筒体建立局部应力分析模型,对比分析了斜锥最大倾角路径上的轴向应力和薄膜应力.结果显示：前者的最大应力强度位于斜锥大端内壁处,而后者的最大应力强度位于斜锥小端外壁处;对比同时表明采用整体模型分析所得斜锥各项应力强度水平均远低于局部模型分析结果,以此为基础进行设计可大大降低斜锥壁厚.     

放喷弯头流固耦合特性及其敏感性分析

基于流固耦合理论,采用数值模拟的方法,研究油田常用的120°放喷弯头和90°放喷弯头在流场作用下的变形和应力情况,经对比得到120°弯头的最大应力和最大等效应力均小于90°弯头。然后通过输入参数(压强、壁厚、流速)对输出参数(放喷弯头的变形和应力)的敏感性分析,结果表明:压强与放喷弯头的最大变形和最大等效应力之间呈现强的正相关性;壁厚则与两者呈现较强的负相关性;相比之下,流速的影响并不明显。这样在进行弯头的优化设计时,有助于参数之间的取舍。     

大型90°弯头应力测试与爆破试验研究

通过对一大型90°弯头进行应力测试与爆破试验,得到了内压载荷下该厚壁弯头的外壁应力分布情况,确定了弯头的薄弱部位,并将试验结果与理论计算结果进行了比较。试验结果可为大型厚壁弯头的设计,制造及使用提供参考数据。     

扩散应力对圆筒结构中渗C的影响

运用数值方法模拟C浓度和扩散应力沿壁厚方向随扩散时间的演变规律,研究圆筒结构在平面应变情况下扩散应力对渗C的影响.结果表明:扩散应力增大了C的有效扩散系数,从而加速了质量传递的过程;当扩散时间一定时,C浓度和平均浓度随着圆筒外径与内径比值的增大而减小.圆筒中内表面渗C导致径向应力从内壁到外壁始终为压应力,周向和轴向应力在内壁附近为压应力,在外壁附近为拉应力.     

树脂基碳纤维卷铺管件热残余应力分析

对树脂基碳纤维卷铺管在高温固化后冷却至室温过程中进行了热应变实验,基于实体单元的分层属性建立了多种铺层复合材料管件的热残余应力数值模型,数值计算结果与实验结果吻合较好。在该数值模型基础上,从纤维方向应力的角度分析了铺层角度、环向层纤维含量、环向层铺设位置以及径厚比对卷铺管件热残余应力的影响。结果表明,上述诸因素均对残余应力有较大的影响,(±φ)_n铺层和90°/0°正交组合铺层中的0°纤维在纤维方向上残余应力均为轴向受压、环向受拉,该应力状态可能导致管件出现微裂缝等初始缺陷。     

主氦风机试验回路氦气流动特性的研究

采用数值模拟方法对主氦风机的氦气管道中不同弯径比90°弯头进行分析.结果表明,弯头内流体在离心力作用下,形成外壁面压力高、内壁面压力低的压力梯度.流体在进入弯头段后外弧面压力明显升高,至弯角α≈45°处开始降低;内弧面压力在进入弯头段后明显降低,且先于外弧面在弯角α≈30°处达到最低点.弯径比越小,弯头内外弧面压差越大...     

载荷性质对套管抗挤强度的影响

建立不同壁厚的套管二维平面轴对称和平面应变有限元模型,分析套管在非均匀载荷下的变形特征。分析表明,均匀载荷下,套管的最大应力在内壁产生,且分布均匀,沿径向套管的应力减小。最小应力在套管外壁产生。套管壁厚对套管的抗挤强调影响较大。均匀载荷下,外载越大,壁厚大的套管抵抗变形的能力较大,且抗挤强度可以提高2倍以上。但不同类型套管在均匀载荷下抗挤强度变化不大,因此,为节约成本,在均匀载荷下,可以使用J55套管。在非均匀载荷变化较大的层段应采用P110套管,以提高套管使用期限。     

蒸汽发生器传热管双向流固耦合数值分析

以大亚湾核电站蒸汽发生器为原型,考虑一、二次侧流体的共同作用,进行蒸汽发生器传热管双向流固耦合数值模拟。计算结果表明:所采用的双向流固耦合方法能较好地捕捉到蒸汽发生器传热管的位移变化规律,传热管中心截面的位移最大,且平衡时向第3象限偏移,由于流体弹性不稳定性的影响,X、Y方向的位移大小并不相等。沿传热管高度方向应力关于中心截面(0.5m)对称分布,固定端附近由于固定约束的作用产生应力集中应力最大。不同截面上应力沿圆周方向的分布规律相似,受传热管位移的影响关于20°和200°所连的直线对称分布,在20°和200°附近出现应力极值。蒸汽发生器传热管双向流固耦合方法可为蒸汽发生器安全运行提供理论参考。     

整体多层包扎式高压容器筒体与球形封头连接区应力状态有限元分析

建立了整体多层包扎式高压容器多层筒体与球形封头连接区有限元接触分析模型,得到了端部阶梯式连接结构的应力分布状况,并与相同尺寸非多层结构的应力分布进行了比较。结果表明,两种结构内外壁应力变化趋势相似,在连接区出现明显的应力集中,连接处轴向应力上升趋势大于周向应力,达到最大应力值后迅速衰减。     

基于ANSYS的立式储罐应力分析

应用ANSYS软件分析了立式储罐工作时罐体与封头的应力分布.结果表明：储罐罐体受载荷作用时等效应力较大,最大等效应力处于罐体的内壁区域;罐体与封头连接区内壁处的等效应力值最大,随着由内壁向外壁的推移,等效应力呈近乎线性下降;人孔内壁处附近的等效应力值最高.     

大型90°弯头应力测试与爆破试验研究

通过对一大型90°弯头进行应力测试与爆破试验，得到了内压载荷下该厚壁弯头的外壁应力分布情况，确定了弯头的薄弱部位，并将试验结果与理论计算结果进行了比较。试验结果可为大型厚壁弯头的设计，制造及使用提供参考数据。     

90°水平弯管冲刷腐蚀速率分布的实验研究

液固两相流是造成弯管冲刷腐蚀失效的关键因素之一.以水平90°弯管为研究对象,通过失重实验、电化学测试和腐蚀形貌分析,确定了水平弯管不同位置的冲刷腐蚀速率分布,并进一步确定全面腐蚀最大位置和点蚀最大位置.结果表明:最大冲刷失重腐蚀速率均出现在环向180°位置,即水平弯管底部的冲刷腐蚀最严重,同时外部管段的全面腐蚀速率大于内部管段;在环向90°、轴向45°位置,弯管受到电化学腐蚀和机械应力的耦合作用,其腐蚀性倾向性最大,因此其腐蚀电位最负,此时出现最大点蚀坑深为240.14μm.     

基于ANSYS的立式厚壁压力容器应力分析

应用ANSYS软件分析了立式厚壁压力容器工作时筒体与封头的应力分布。结果表明:最大等效应力处于在筒体的内壁区域;等效应力从筒体或封头内壁到筒体或封头外壁呈近乎线性下降。筒体与封头的连接处附近外壁和内壁的等效应力变化最大。     

热压成形弯头的高温应力测量

热压成形弯头具有质量良好、节省材料和制造方便等优点,因此在化工、动力等工程中广泛使用。我们对热压成形90°弯头,在常温下进行了应力测定、爆破和低周疲劳试验,弄清了弯头几个主要截面上应力分布特征、静载常温强度和疲劳寿命。在此基础上,采用400℃高温焊接式应变片,井式电炉加热,用合成、高温汽缸油充入试验弯头内加压,进行了从常温到380℃各温度下受内压时弯头各主要截面上不同外表面测点的应力-应变测量。测量值与计     

内压管道弯头受拉伸应力分析

本文通过对理想的X100管线钢管90°弯头进行有限元建模,并对不同管径、内压、拉力水平,对90°弯头的应力进行分析,对比结果,提出拉力对内压弯头应力分布的影响。最后提出在X100管道弯头研究过程中需改进的地方。     

基于有限元的外载作用下弯头局部强度分析

弯头是海上平台管道系统的重要管件,它不仅能改变介质流向,而且可以吸收热位移并减小管道推力。当弯头受到内压、轴向力、弯矩、扭矩等载荷作用时,弯头内侧、局部减薄等区域容易出现应力集中。本文以公称直径DN100、壁厚SCH160的90度长半径弯头为研究对象,应用APDL语言编写了计算弯头局部强度的命令流,分析弯头及弯头支架在内压、轴向力、弯矩、扭矩联合载荷作用下的应力分布并校核其局部强度。     

非均匀地应力下套管应力的敏感性分析

套损是影响地下储气库井筒完整性的关键问题,制约着储气库长期的安全生产。为此,基于弹性力学理论,运用有限元分析方法,建立了理想固井状态下的套管-水泥环-地层组合分析模型,对受非均匀地应力时组合体各层Mises应力的分布规律进行了研究,讨论了套管应力对水泥环与地层的弹性参数变化的敏感程度。结果表明：套管内壁的应力明显高于水泥环和地层内壁的应力且沿井周呈非均匀分布;地层弹性模量对套管内壁应力的影响最为显著,套管应力随地层弹性模量的增加急剧减小;其次为水泥石弹性模量,当其与地层弹性模量相同时,套管应力达到最大。该研究成果可为优化套管完井设计和预防套管损坏提供理论参考。     

基于ANSYS优化技术的不等截面塔连接部位强度设计

不等截面塔是石化及液化空气等行业中常见的设备之一。不等截面塔在结构不连续部位的应力情况非常复杂,设计时通常是从经验出发来确定不等截面塔的壁厚。从安全生产和使用寿命出发,为满足结构强度要求下达到用钢量最小,基于ANSYS有限元方法对该结构进行了应力分析,并通过ANSYS优化技术优化其壁厚,最后得到了合理的结果。     

哈氏合金C276管道焊接残余应力与变形的有限元分析

针对哈氏合金C276焊接特点,运用有限元分析软件ABAQUS,对哈氏合金C276管道多道焊残余应力进行了有限元模拟。利用单元生死技术,模拟焊缝金属的形成;利用FORTRAN语言编写子程序DFLUX,实现了移动的高斯分布热源;考虑对流、传导、辐射以及高温下的材料性能,获得了残余应力和变形的分布规律。计算结果表明,在焊缝及热影响区,轴向拉应力对内壁裂纹的产生有主要的影响,环向拉应力对外壁裂纹的产生有主要的影响。线能量对温度和变形的影响较大,而对残余应力影响不大。