内压容器大开孔接管补强分析方法的探讨

压力容器广泛应用于石油化工生产中,由于工艺和结构的要求,需要在容器壳体上设置在开孔结构。此时，GB150－98的开孔及开孔强设计不适用，国内尚未制定出大开孔的相应规范。本文对内压容器大开孔接管补强方法进行了分析；针对目前补强的方法的不足与局限性，提出了采用三维有限元数值方法来分析大开孔接管补强问题，给出了具体的实施方案。     

圆柱形薄壁压力容器大开孔接管部位的安定性分析

对大开孔条件下圆柱形薄壁压力容器开孔接管部位运用有限元方法进行了应力分析，进而对这些部位的安定性进行了讨论，其结果对压力容器的分析设计具有较大的实用价值．     

压力容器接管开孔制造工艺的改进

由于国内压力容器制造企业一般没有专门用于接管孔的加工设备,因此,接管孔的形状及坡口尺寸得不到保证,从而影响了接管与壳体的焊缝质量.针对这个问题,提出了先在钢板上开孔再将钢板弯曲成型的新工艺.并说明了接管孔的展开和加工方法.最后介绍了一种较先进的适合于孔加工的数控切割机.     

简体带大接管的内压容器弹塑性有限元分析

针对筒体带大接管的内压容器在相贯区附近会产生较高的应力集中这一问题,考虑材料的塑性变形特性,对不同开孔率的内压容器结构进行了一系列的弹塑性有限元分析。计算结果表明,纵向对称面筒体与接管的内相贯处是应力集中最严重的部位,外相贯处由于有焊接接头而使应力集中大大缓解。在逐步加载过程中,加载前期相贯区周边应力呈线性增长,一定程度后主要表现为高应力范围的扩大。对于均处于塑性阶段的结构而言,开孔率的大小对高应力区的分布范围影响较大。与未带接管的大开孔结构相比,接管的添加大大降低了孔周边的应力集中。     

内压等径大开孔壳体应力集中的有限元分析

应用ANSYS有限元程序,选取空间壳体单元SHELL63,对内压容器壳体上的等径大开孔接管结构进行应力分析,得到接管部位的应力分布规律和孔边应力集中系数方程式.讨论SCF,结果表明仅用SCF来判断最大应力值不合理.工程应用表明:采用有限元分析软件能够很好地解决设备大开孔问题,为合理设计和类似结构在一定条件下能否安全使用提供了重要参考依据.     

球壳大开孔补强设计方法评议

对适用于球壳大开孔接管结构的补强设计方法进行了比较评议,并对一系列的大开孔模型分别采用压力面积法和极限分析设计方法进行了补强。通过分析补强后的结构可知,按照我国JB4732规范进行大开孔接管结构补强,其安全裕度更高。     

压力容器接管开孔制造工艺的改进

由于国内压力容器制造企业一般没有专门用于接管孔的加工设备，因此，接管孔的形状及坡口尺寸得不到保证，从而影响了接管与壳体的焊缝质量．针对这个问题，提出了先在钢板上开孔再将钢板弯曲成型的新工艺，并说明了接管孔的展开和加工方法．最后介绍了一种较先进的适合于孔加工的数控切割机。     

含缺陷圆筒状压力容器在径向接管区的非线性优化分析

根据英国CEGB~*公司提出的极限分析—断裂力学双判据法,本文应用塑性极限分析的下限法原理,计算了一个带有径向接管的圆筒状压力容器在内压作用下的塑性极限载荷。假设压力容器在接管处有一与接管同心的周向等深度裂纹,对于刚性—理想塑性材料,本问题可以归结为一个典型的非线性优化过程求解,其塑性极限载荷是通过Carroll非线性优化程序求出的。     

大开孔内压容器塑极限载荷的有限元分析

具有大开孔的圆柱守则 压力容器及管道连接中最常用的结构之一。采用非线有限元法对这种结构进行了弹－塑性分析,确定了孔边的应力集中系数,初始屈服的载荷及位置,塑性区扩展的规律,结构的变形等。     

开孔碳—碳复合材料拉伸力学性能分析

对三种不同开孔形式的碳—碳编织复合材料板进行拉伸测试,获得中央开孔（CH）、双孔串联（DHC）和双孔并联（DHB）三种开孔板的破坏载荷和破坏模式,三种结构的载荷—位移曲线均为线性.采用数值方法,基于点应力准则预报开孔碳—碳编织复合材料板的破坏载荷,与试验结果吻合较好.利用该模型对开孔板应力进行分析,讨论开孔形式对破坏载荷的影响,并获得碳—碳编织复合材料不同开孔下的应力集中系数,对于5 mm厚开圆孔板,碳—碳编织复合材料表现为缺口不敏感.     

基于C#与ANSYS接口圆柱壳接管应力分析软件开发

压力容器在化工、制药、食品等众多行业广泛使用,在实际应用中压力容器受到如地震、风载、震动等多种管系载荷作用,从而发生灾害性事故。为了保证压力容器的安全,需要对圆柱壳接管进行局部应力分析。针对此类问题,采用C#结合ANSYS的参数化设计语言（APDL）,对ANSYS进行二次开发,开发出多种管系载荷作用下圆柱壳接管局部应力分析软件,功能完善、界面友好。结果表明：用户能够快速准确地实现对在多种管系载荷作用下圆柱壳接管的局部应力分析,将局部应力分析的时间缩短为不到3min,提高了工程应用效率,降低了成本,并为工程应用中复杂的局部应力分析问题提供了新的思路。     

内伸式接管补强结构应力分布特点

针对圆柱形压力容器内伸式接管补强结构，以DXF格式件为中介，用数学计算自动生成有限元计算模型的方法，进行了三维线弹性有限元应力分析，得到了内压圆柱壳内伸式接管补强结构的应力分布规律。结果表明，接管与简体相贯线最低处简体的内、外壁上的两点是内伸式接管补强结构的危险点，内伸长度的大小不影响内伸式接管补强结构的应力分布规律。分析结果为进行内伸式接管补强结构的设计提供了依据。     

双主密封特殊螺纹油管接头密封性能研究

针对超深油气井中对密封性能的严格要求,基于特殊螺纹密封机理,设计一种由锥面对锥面和柱面对球面组成的双主密封特殊螺纹接头结构。采用数值模拟方法分析接头在拉伸、压缩、拉伸和内压、拉伸和内外压4种工况下,双主密封面接触应力、接触长度的变化情况,并对螺纹接头在极限载荷下的密封性能进行研究,得到接头密封能力随不同载荷的变化规律。最后对接头试样进行全尺寸试验,结果表明该双主密封特殊螺纹接头的密封性能满足使用要求。     

开孔结构内压传递方程的适用性分析

为了研究单一开孔结构内压的传播机理,采用理论推导结合模型实验提出内压传递方程的新形式.考虑到国外学者提出的方程普遍存在低估孔口阻尼值这一不足,从N-S方程出发结合层流边界层理论,推导单一开口结构内外压传递的方程.对6种不同开孔条件下的模型进行扬声器激振试验,以获得内压时程曲线.通过拟合实测内压曲线,来考察不同方程的适用性.研究结果表明,所推导的新方程与国外学者提出的方程相比能够准确地预测开孔模型内压幅值和阻尼.     

基于梯度功能的陶瓷水煤浆喷嘴的设计

在分析水煤浆喷嘴工作特性和磨损机理的基础上,提出了梯度功能陶瓷水煤浆喷嘴的设计模型,’并对单向梯度功能陶瓷喷嘴的残余应力进行了有限元分析。结果显示,梯度功能陶瓷喷嘴内部的残余压应力能缓解喷嘴工作时的热应力,提高陶瓷喷嘴的抗热冲蚀磨损能力。     

核岛二回路蒸汽限流器流场分析

蒸汽限流器是核电站蒸汽发生器的重要组成部分,是保证反应堆安全运行不可缺少的保障措施。基于CFD数值模拟的方法,对比研究了两种主流文丘里管式蒸汽限流器的流场特征和关键性能。结果表明,十九嘴蒸汽限流器的限流量比七嘴蒸汽限流器高6%,其压力损失也仅为七嘴蒸汽限流器的67.3%。研究结果可为蒸汽限流器的设计和选型提供依据。     

梯度陶瓷水煤浆喷嘴的残余热应力有限元分析

根据陶瓷水煤浆喷嘴出口破损和脱落的主要原因, 提出了梯度功能陶瓷喷嘴的设计思想,目的是人为的在喷嘴的制备过程中在喷嘴的出口处形成有利的残余压应力,缓和喷嘴在使用中的拉应力. 通过合理地设计梯度功能陶瓷喷嘴不同部位材料组分的分布,设计了两种模型：轴向梯度陶瓷喷嘴FGM-Z, 径向梯度陶瓷喷嘴FGM-R. 利用有限元法对两种模型进行了分析,得出：两种梯度喷嘴模型在出口处均形成了有利的压应力,特别是FGM-R喷嘴在喷嘴的整个内壁都形成了有利的压应力. 通过比较,初步确定最佳模型为FGM-R陶瓷水煤浆喷嘴.     

大跨度柔性屋面建筑风振响应研究——突然开孔时的内压及屋面响应研究

研究了大跨度柔性屋面建筑在台风中门窗破坏产生突然开孔,风从开孔涌人引起的内压以及屋面响应问题.假定建筑物体积变化与内压成线性关系,推导了突然开孔时内压以及屋面响应的理论公式,并进行了大跨度平屋面气动弹性模型风洞试验.理论分析结果与试验结果符合较好,说明理论分析有足够的精度.研究结果表明,大跨度柔性屋面建筑突然开孔时有内压突然增大的现象,屋面呈现两个共振频率,屋面柔度能够增大系统阻尼,降低屋面响应,风速以及开孔面积增大时能增大屋面响应.