变厚度筒壳过渡结构不连续应力计算

建立了通过变厚度筒壳把球壳与不等厚的筒壳相连接的不连续应力解析计算方法。该计算方法适用于削边过渡结构和堆焊过渡结构。对大连化学工业公司化肥厂从日本引进的某高压容器的应力进行了计算，并与文献［４］的有限元计算值作了对比。结果表明，双面削边结构可以进一步降低不连续应力。     

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。     

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。     

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。     

釜式重沸器锥壳上开设人孔分析

对釜式重沸器斜锥壳上开设人孔的结构建立了简化力学模型,并进行了有限元计算,发现该结构的最大应力强度点发生在斜锥壳开孔与接管的连接区,且位于斜锥壳具有最大倾斜角的经线上靠近大端筒体侧的接管内壁。对几组人孔的分析计算及应力强度评定结果表明,该结构人孔接管及斜锥壳壁厚需要有一定的裕度才能满足强度要求。此类结构可行,建议进行详细的应力分析以保证结构的安全性。     

固定管束釜式重沸器斜锥壳转角过渡区应力分析

对固定管束釜式重沸器的斜锥壳元件建立了简化力学模型,并进行了有限元分析计算,结果表明大端转角过渡区存在较大的弯曲应力.随后对一系列结构尺寸的斜锥壳进行了计算,整理了斜锥壳大小端转角过渡区在各计算参数下基于分析设计的应力强度水平系数.结果表明,无论大端还是小端,应力强度水平系数随大小端直径比的增大及斜锥角的增大而增大.一次加二次应力的应力强度水平系数总是大端转角过渡区较大.而局部薄膜应力的应力强度水平系数当大小端直径之比较小时,小端较大;当大小端直径之比较大时,大端较大.     

外压锥壳上加强圈设计方法分析

通过分析外压锥壳大端或小端与圆筒连接处的加强设计原理,给出了外压锥壳上设置加强圈时锥壳段稳定性计算方法,并指出在进行加强圈惯性矩计算时,可以将加强圈和加强圈中心线至相邻加强圈中心线距离之半范围内的锥壳处理成当量圆筒,再根据外压圆筒加强圈设计方法进行计算。     

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。     

外压锥壳支撑线的探讨

对外压锥壳大小端和圆筒连接处是否作为支撑线进行了探讨,对两种情况下外压锥壳的设计方法进行了比较,并通过对实际工程实例中两种不同计算结果的数据分析,提出了锥壳大小端与圆筒连接处作为或者不作为支撑线时对筒体和锥壳厚度的影响,同时分析了锥壳大端筒体为长圆筒时锥壳大小端是否作为支撑线的情况。通过对比这两种不同的设计方法的优缺点,对外压锥壳设计中支撑线该如何考虑给出了一点建议。     

外压作用下减压塔变径段结构的有限元分析

应用有限元分析软件,对在外压作用下的减压塔变径段进行了强度和失稳分析,对比分析了锥壳变径段及球壳变径段两种结构形式。通过计算得出,小端带加强件的球壳变径段比锥壳变径段的整体应力强度值低且临界失稳压力大。因此该结构既能满足工艺要求,且具有较好的强度及稳定性。     

固定管板釜式重沸器斜锥壳转角过渡区的应力分析

利用FEPG软件的前处理程序生成系统MTI,对固定管板釜式重沸器的斜雏壳建立了简化力学模型,并进行了有限元分析计算,发现斜锥大小端过渡区均存在应力集中现象,其中大端转角过渡区经线方向存在明显的弯曲应力,内壁表现为拉应力,外壁表现为压应力;环向内、外壁均存在明显的拉应力,且与最大拉应力位置相对应的外、内壁上亦存在一定的压应力.对一系列参数的斜锥壳进行了计算,整理了斜锥大小端过渡区在各计算参数下基于分析设计的应力集中系数,发现无论大端还是小端,应力集中系数随大小端直径比的增大、斜锥角的增大而增大;一次加二次应力的应力集中系数总是大端过渡区较大,而局部薄膜应力的应力集中系数当大小端直径之比较小时,小端较大,当大小端直径之比较大时,大端较大.     

偏锥的三维有限元分析和应力公式拟合

本文运用FEPG(有限元自动生成系统),对压力容器中的偏锥进行了参数化建模和强度分析;并采用VAS2.0压力容器分析系统》,对内压作用下的偏锥进行了应力计算和参数分析。通过采用线性回归方法,拟合出了偏锥中的最大σp3值与内压、锥角、大端内直径和锥壳厚度间的关系式,为偏锥的设计及应力强度校核提供了依据。     

高压容器偏心不等厚球形封头不连续应力的计算

本文建立了偏心不等厚球形封头不连续应力计算的普遍公式,并由此导出了等厚度球形封头不连续应力计算的经典公式。并指出采用堆焊过渡结构可进一步降低不连续应力,削边过渡可用于压力不高的情况。     

2016年第6期导读

<正>本期论文广场栏目中,内压无折边锥壳加强设计与应力分析一文,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,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。高压U形管式换热器的设计、油田开发中海底管道的设计研究、海洋平台防沉板方案的优化研究、复杂离     

α点局部应力分析与球罐优化设计

通过对球罐支柱与球壳连接最低点a的局部应力分析、讨论,总结出了a点附近局部应力的分布和变化规律。并认为在球罐设计中,与支柱相连接的赤道板和其他球壳板宜采用不等厚度,以降低a点附近的应力强度。为球罐的优化设计提供了切实可行的借鉴方法。     

大直径高压设备法兰优化设计

随着设备的大型化和特殊化,在设计中常会遇到一些大直径高压设备法兰超出现有标准使用范围的情况。以某海上平台项目中的过滤分离器为例,分析了八角垫在高压设备中的使用优点,计算确定了垫片中心圆直径和螺栓配置方法。通过分析法兰环厚度和锥颈大端厚度对法兰3项应力的影响规律,推荐了法兰结构尺寸调整方法。采用增大法兰锥颈大端厚度、适当减小法兰环厚度方法优化后的法兰结构更加合理,密封性能可靠,并可节省材料。     

3000m~3球形储罐常规设计和应力分析设计的比较

本文以某炼油项目3000 m3聚合级丙烯球形储罐为例,对球形储罐的设计、选材、结构形式、应力计算等进行分析阐述,并和常规设计进行比较,通过应力分析计算,在保证该球形储罐安全可靠的前提下,降低球壳板壁厚。     

无折边变径段圆筒形压力容器强度的计算方法

笔者通过应力计算值和实测值的比较,证明了文[3]中的应力计算公式,在用于l=(0.657～0.847)((Rt)/(cosα))~(1/2)的无折边变径段圆筒形容器设计时,也能满足工程精度的要求;并利用文[3]的公式和ASME的应力分类法建立了无折边变径段圆筒形容器的壁厚计算公式。由实验容器的爆破实验结果表明,本文所建立的壁厚计算公式是安全的。     

压力容器标准对不等厚板材对接要求的分析

欧盟、美国和我国压力容器标准对不等厚板材对接时均有削薄要求,通过有限元方法计算不同条件下连接时的应力分布,认为不等厚板材对接连接时,按照EN13445(2002)要求增加直边段,对减小局部应力有一定好处,对提高射线检测灵敏度有利.     

外压锥壳设计若干问题探讨

对外压锥壳设计中外压作用下锥壳自身的稳定性设计、锥壳上加强圈的设置以及锥壳与圆筒连接处的强度和稳定性设计这3个问题进行了分析探讨。分析认为,外压作用下锥壳自身的稳定性设计应按锥壳两端连接处是否作为支撑线而分别进行设计。给出了外压作用下锥壳设置加强圈的个数与位置的确定方法。通过详细分析外压锥壳与圆筒连接处的强度和稳定性,提出了连接处加强段惯性矩的计算方法。