内压无折边锥壳加强设计与应力分析

无折边锥壳在内压作用下,由于连接处的结构不连续性,会产生比薄膜应力高数倍的边缘应力,因而对其强度设计的分析有利正确设计和安全使用。本文基于ASMEⅧ-1和ASMEⅧ-2分别对无折边锥壳的加强设计原理从应力的观点进行了探讨;另外,基于有限元法对圆筒与锥壳连接结构的三向应力分布规律、边缘应力衰减规律及不同半锥角对边缘应力分布的影响规律进行了合理分析,并对GB150-2011中关于内压无折边锥壳强度设计中的若干规定进行了有针对性的探讨。     

大锥角偏心锥壳计算方法的工程应用

简述了偏锥受力特点及当前工程计算现状,通过ASMEⅧ-2、GB 150以及有限元分析结果的对比,对ASMEⅧ-2法做出了误差评述和优化选择,说明ASMEⅧ-2将无折边偏心锥壳的计算从现有的半顶角α≤30°扩大到了60°,基本可以作为工程应用.文中对比结果为ASMEⅧ-2（2010版）这一新方法在工程设计中的实际工程应用提供了重要借鉴意义.     

国内外分析设计规范中锥壳大小端评定准则的讨论

内压作用下锥壳的大端厚度主要由轴向弯曲应力控制,小端厚度主要由环向薄膜应力控制,国内外规范中对大端应力控制的条款基本一致,但对小端的应力,JB4732中要求小端环向薄膜应力小于1.1倍许用应力,ASMEⅧ-2中要求小端环向薄膜应力小于1.5倍许用应力。本文利用有限元法,对锥壳小端的评定进行研究,讨论两标准中评定条款的不同之处,为工程人员提供设计参考。     

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。     

锥壳端部外压稳定性校核时的有效惯性矩计算

外压锥壳与圆筒连接处组合加强结构的有效惯性矩计算是锥壳稳定性校核的重要环节,锥壳上有效加强宽度的选取对有效惯性矩的计算结果有着比较明显的影响,文章对比了不同设计规范对有效加强宽度的规定,利用圆柱壳的边界效应分析了锥壳与圆筒连接处由边缘剪力引起的弯矩在锥壳内的衰减规律;在对实例进行有限元分析的基础上,考察了外压锥壳环向应力和径向变形的衰减情况,结果表明笔者建议的有效宽度取值方法是较合理的;最后笔者给出了加强圈-圆筒壳-锥壳组合截面的有效加强惯性矩的计算方法。     

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。     

基于无线应力测试的锁环式快开盲板强度分析

为了对锁环式快开盲板在工作状态下的强度进行准确分析,以某大型天然气过滤器端部的锁环式快开盲板为研究对象,采用数值模拟与试验相结合的分析方式,给出了一种针对锁环式快开盲板的强度分析方法。首先通过有限元分析法获取盲板的应力分布规律,然后根据ASMEⅧ-2标准对结构强度进行评定,最后利用无线应力测试系统对锁环式快开盲板进行测试。将测试应力与有限元模拟应力进行对比分析,验证了有限元模型及其分析结果的有效性。研究方法能够对锁环式快开盲板的应力分布及强度进行有效分析,并能为该结构的设计提供参考。     

折边锥形封头厚度计算探讨

分析了GB 150-1998《钢制压力容器》中圆筒和折边锥形封头大端的厚度计算公式,认为计算折边锥形封头的厚度时,可只考虑与过渡段相接处的锥壳厚度。     

折边锥形封头过渡区应力有限元分析

利用有限元分析程序ANSYS计算分析了不同几何参数下折边锥形封头的应力分布规律 ,并整理出其应力分布图谱 ,为折边锥形封头应力水平的评估和强度设计提供了一种依据。     

复杂结构有限元分析强度判定方法

在进行复杂结构件有限元分析结果后处理时,缺乏一种既能判定出构件最大应力,同时又能够校核整个危险截面强度的判定标准,使得有限元分析后对结果的评价缺乏一定说服力。研究目前常见的几种强度判定标准,尝试性引入ASMEⅧ标准,借鉴以应力分析为基础的设计方法,在最大工作载荷和试验载荷2种工况下,以DG900型大钩副钩为分析对象,阐述有限元法对应力处理的方法与步骤,着重研究运用ASMEⅧ标准进行复杂结构强度判定全过程。研究表明,ASMEⅧ标准能够很好地判定构件最大应力和危险截面的强度,具有推广价值。     

不同锥角的斜锥壳应力分析

采用有限元软件ANSYS对不同锥角的斜锥壳应力分布和应力强度进行了分析,将分析结果与GB150常规设计标准中相关条款进行比较,探讨GB150标准中锥壳结构的锥角限定条件。     

管束偏心分布热交换器管板应力分析

以某管束偏心分布的热交换器管板为研究对象,应用ANSYS分析了热-机械条件下该异形管板的温度场及应力场,并根据ASME规范第Ⅷ卷第二册对结构的关键部位进行了应力分类及强度评定,为异形管板的设计和安全评定提供了可靠的依据。     

压力容器壳体局部应力校核限制条件分析

介绍了HG/T 20582—2020 《钢制化工容器强度计算规范》、 JB 4732—1995 《钢制压力容器——分析设计标准（2005年确认）》、 ASME BPVC.Ⅷ-1—2021 “Rules for Construction of Pressure Vessels Division 1”及ASME BPVC.Ⅷ-2—2021“Rules for Construction of Pressure Vessels Division 2—Alternative Rules”中关于外载荷作用下压力容器壳体局部应力的校核条件，并结合材料的安全系数，举例对各标准中局部应力校核限制条件进行分析讨论。认为ASME规范中的局部应力校核条件合理，对HG/T20582—2020、 JB 4732—1995中局部应力校核限制范围提出了建议。     

水下分离器设计标准的研究

通过对水下分离器相关设计标准/规范的研究,为水下分离器的国产化设计提供技术支持。考虑水下分离器使用环境的特殊性,对DNV RP F301、GB 150、ASMEⅧ三个标准/规范从适用范围、许用应力规定、壁厚计算等方面进行比较分析,研究结果表明水下分离器的设计需以DNV-RP-F301水下分离器标准为总的指导原则和设计基础,以ASMEⅧ压力容器规范为水下分离器的强度设计标准。     

高压U形管换热器管板设计

通过实例对美国的TEMA标准和ASMEⅧ-1与我国的GB151标准的管板计算进行分析、比较。对特殊结构管板计算进行应力分析。     

GB/T16749-2018《压力容器波形膨胀节》主要修订内容对比及分析

从标准适用范围、几何形状及尺寸的限制要求、应力计算、应力评定、疲劳评定、制造技术要求、检验与验收要求等方面介绍了GB/T 16749-2018《压力容器波形膨胀节》的主要修订内容,并与1997版本的该标准进行了对比。总结并列举了在2018版标准使用过程中出现的一些有争议的疑问,如多循环工况下疲劳累计损伤问题的考虑方法、HZ型膨胀节不适应疲劳工况、膨胀节标记方法中公称压力填写、膨胀节直边长度控制、许用疲劳次数范围过小及疲劳计算公式中σt修正系数或疲劳曲线下限修正系数取值等问题,借鉴EJMA—2015、ASME BPVC.Ⅷ-1—2017、ASME BPVC.Ⅷ-2-2017和EN 13445-3-2014等标准对各问题进行了分析,并探讨了解决方案,可为今后2018版标准内容的进一步完善和适用范围的扩大提供参考。     

ASME Ⅷ-1—2013防脆性断裂理论背景介绍

介绍了ASMEⅧ-1—2013中防脆性断裂的理论背景,并对冲击豁免曲线、冲击功合格值、低应力工况及加载速率等方面进行了分析讨论。     

按ASME规范VIII-1进行等面积开孔补强设计应注意的几个问题

本文通过对GB150-1998《钢制压力容器》和ASME规范第Ⅷ卷第1册中等面积开孔补强的对比分析,提出了按ASME规范第Ⅷ卷第1册进行等面积开孔补强设计应注意的几个问题。     

按ASME规范Ⅷ-1进行等面积开孔补强设计应注意的几个问题

本文通过对GB150-1998《钢制压力容器》和ASME规范第Ⅷ卷第1册中等面积开孔补强的对比分析,提出了按ASME规范第Ⅷ卷第1册进行等面积开孔补强设计应注意的几个问题.     

外压作用下筒锥组合容器的有限元失稳分析

为验证外压筒锥组合壳体工程设计的安全性和经济性,利用有限元软件,通过算例比较筒锥组合壳在设置加强圈前后的临界压力值,同时比较不同半顶角单一锥壳的工程计算临界压力值,最后对GB150标准、ASME标准和有限元单元法计算结果进行了比较分析。