基于ANSYS的不同排列方式短管蜂窝夹套有限元分析

以短管蜂窝夹套为研究对象,采用ANSYS有限元方法,模拟分析了短管排列方式改变对夹套静应力的影响及热应力-机械场对夹套结构强度的影响,进行了夹套疲劳寿命的校核。研究结果表明,在模拟试验条件下,三角形排列方式短管蜂窝夹套结构的总体应力为212.382 MPa,最大当量应力值为266.512 MPa,内筒体内陷量为0.854 mm,外壳外凸量为0.579 mm;正方形排列方式短管蜂窝夹套结构的总体应力为170.215 MPa,最大当量应力值为199.982 MPa,内筒体内陷量为1.573 mm,外壳外凸量为1.183 mm。2种短管排列方式的蜂窝夹套结构均满足强度要求和疲劳寿命要求。     

三角形排列折边式蜂窝夹套结构强度影响因素分析

蜂窝夹套是一种新型夹套,传热效果较为显著.利用有限元软件ANSYS中的参数化建模功能,建立了不同结构尺寸(蜂窝轴向间距、蜂窝圆孔直径、蜂窝厚度、蜂窝高度以及蜂窝拐角半径等)的多组三角形排列折边式蜂窝夹套结构模型,对结构应力影响因素进行分析.采用正交试验进行设计,使用极差和方差分析方法,分析不同结构尺寸参数对蜂窝夹套应力...     

结构参数对蜂窝夹套传热性能的影响

为研究工程应用中蜂窝夹套的传热性能问题,采用FLUENT 17.0软件对短管分别按三角形和正方形排列的短管蜂窝夹套以及整体夹套内的流场进行模拟分析,研究不同截面处速度和温度分布情况,比较整体夹套与蜂窝夹套的传热性能,探究不同短管间距s和短管长径比l/d对传热性能的影响。结果表明,三角形排列的短管蜂窝夹套传热效果更好;随短管间距s不断减小,短管长径比l/d不断增大,扰流效果更好且流动死角区域减少,整体温度分布趋于均匀化;在相同条件下,可通过增加短管长度提高传热效果,对工程设计具有一定的指导意义。     

基于ANSYS的不同排列方式折边式蜂窝夹套结构强度分析

采用ANSYS有限元方法，对2种不同排列形式的折边式蜂窝夹套进行应力分析，对单独静应力、温差应力以及静应力共同作用下的这2种排列形式的蜂窝夹套进行强度计算和疲劳寿命校核。结果表明，2种排列形式的折边式蜂窝夹套均能满足相关标准规定的结构强度和疲劳寿命指标。其中，三角形排列的折边式蜂窝夹套在应力水平、内筒体变形量、外夹套变形量等方面均比正方形排列的折边式蜂窝夹套更具优势，更适合工程实际应用。     

大型薄膜蒸发器夹套结构传热性能数值模拟

利用FLUENT软件对大型薄膜蒸发器夹套结构内流体的传热性能进行数值模拟,通过对比蜂窝结构与整体结构,得出蜂窝结构夹套内温度场和速度场分布均匀,传热性能较整体结构夹套得到了很大提高。采用正交实验理论,分析了蜂窝夹套不同结构参数对传热的影响,得到了合理的蜂窝夹套结构形式。     

蜂窝夹套结构热力性能数值模拟研究

现有文献对蜂窝夹套传热性能的研究大多是采用试验或解析方法,给出的传热关系式只能得到估算值,在准确性和应用普遍性上存在欠缺。为此,采用正交设计和因素分析的方法,对具有不同结构参数的蜂窝夹套内部流场进行了数值模拟。模拟结果表明:(1)正方形排列的蜂窝夹套比三角形排列的蜂窝夹套综合传热系数高,因此采取正方形排列方式更可取;(2)蜂窝高度h是蜂窝夹套传热性能和压力降的主要影响因素,参数L/D是第2显著的影响因素,蜂窝锥角α不是重要影响因素。各因素的最佳水平组合为h1,L/D1和α3,此时蜂窝夹套的综合传热性能最好,从模拟的结果看第1号模型的传热性能最好,说明所选出的最优结构基本符合实际情况。     

半圆管夹套容器的应力分析

利用ANSYS有限元软件,对半圆管夹套容器进行应力分析,并与ASME规范计算结果进行对比。指出半圆管夹套容器最大应力发生在半圆管包围区域筒体内壁中点处,验证了最大应力由轴向一次薄膜应力与轴向一次弯曲应力组成,其控制值为1.5[σ]。并指出ASME方法在校核半圆管夹套容器筒体的强度时,计算得到的轴向薄膜应力加轴向弯曲应力大于有限元法得到的轴向薄膜应力加轴向弯曲应力,在设计时保留了一定的安全裕度,在实际工程应用中是可接受的。     

煤气发生炉水夹套强度计算

根据热量衡算的结果对水夹套结构整体温度场的分布进行了模拟,并通过有限元计算模型进行了结构的应力分析和强度计算.分析总结了夹套结构安全的影响因素,指出温度载荷可影响设备的正常运行.水夹套应力分布规律可为结构的优化设计提供一定的理论依据.     

非标准半圆管夹套容器设计

HG 20582—1998《钢制化工容器强度计算规定》中半圆管夹套容器设计部分仅适用于外径Ф60mm、Ф89mm、Ф114mm无缝钢管制成的半圆管夹套。提出了采用JB4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》及有限元法对非标准半圆管夹套容器进行设计和应力校核的方法。     

基于一次结构法的挠性管板强度计算新方法

为了对蒸汽发生器的挠性管板等关键结构进行安全评定,根据一次结构法原理应用GB 150.3、GB/T 151等标准公式和SW6软件对各元件的一次应力及其连接结构的二次应力进行了应力解析计算和安全评估。结果表明,管板与壳体内壁连接处的径向弯曲应力往往是最大应力的所在,是校核设计的关键;一次结构法可用于本案例的管板设计,降低设备成本。文章应用SW6-2011软件,根据一次结构法原理对蒸汽发生器这类带折边挠性薄管板提出一种简便易行、安全可靠的强度设计新方法,可便捷地得到比通常应力分析方法更经济合理的设计结果。     

半圆管真空耙式疲劳干燥机结构优化与疲劳分析

某化工车间一批真空耙式疲劳干燥机半圆管夹套上出现多个蒸汽泄漏点并在多次补焊后问题未得到有效解决。在排除腐蚀等破坏机理的前提下,从干燥机设备结构、设计参数和泄漏现场情况进行综合分析,提出了干燥机夹套结构和进气管改造方案,应用ANSYS软件对优化结构进行了温度场和疲劳热应力数值分析,依据JB 4732—1995(2005年确认)《钢制压力容器——分析设计标准》对危险部位进行了强度校核。实施改造后,干燥机泄漏问题得到了根本解决,已安全运行超过1 a。此次改造可为半圆管夹套干燥机同类问题的分析和解决提供参考。     

浮顶储罐复合材料浮盘结构参数对力学性能影响研究

为分析复合材料浮盘结构参数对浮盘力学性能的影响,以玻璃钢板—聚丙烯蜂窝芯制成的蜂窝梁为模型,基于有限元建模和实验测试,对比了蜂窝梁在横力弯曲时的变形曲线,验证了有限元模型的正确性。在此基础上对蜂窝梁的有限元模型进行了参数化,分析了蜂窝高度和蜂窝壁厚参数对蜂窝梁力学性能的影响。结果表明,蜂窝的高度主要影响蜂窝梁的应力和抗弯刚度,蜂窝的壁厚主要影响蜂窝的抗剪切性能。     

P110钢级Ф139.7mm×10.54mm高抗挤套管抗挤毁性能分析及挤毁强度预测

为了研究P110钢级Φ139.7 mm×10.54 mm套管挤毁位置几何参数对挤毁强度的影响,对套管抗挤毁强度进行准确预测,抽取不同批次试样9根,分别进行拉伸试验、残余应力检测和几何参数测量,并结合套管全尺寸挤毁试验结果,分析了影响该规格套管抗外压挤毁性能的主要因素及套管挤毁失效位置与几何缺陷的关系。此外,还对挤毁压力的理论/实际偏差与管体壁厚、壁厚不均度、管径、椭圆度及残余应力的关系进行了分析,拟合得出P110钢级Φ139.7 mm×10.54 mm套管挤毁强度更精准的预测公式。结果表明,在屈服强度相近、壁厚不均度在1.35%~9.21%、椭圆度小于0.56%的前提下,P110钢级Φ139.7 mm×10.54 mm套管的壁厚对抗挤毁强度的影响程度远远大于管体外径、壁厚不均度和椭圆度的影响。     

带部分夹套卧式容器三维有限元模拟

对带有部分夹套的卧式容器,关于夹套和筒体的强度及其稳定性计算,目前还没有资料可作为参考。以带有部分夹套的卧式容器为例,采用Ansys软件进行了有限元三维模拟,分析了容器的应力与变形,给出了筒体和夹套的整体变形及应力分布情况。     

聚丁二烯乳胶夹套反应釜应力与疲劳有限元分析研究

以聚丁二烯乳胶夹套反应釜为研究对象,采用ANSYS有限元软件,模拟分析了3种不同工况对反应釜静应力的影响,并对其进行了疲劳寿命评定和搅拌偏转角度校核.分析研究结果表明,在3种模拟试验条件下,反应釜结构总体应力均满足强度要求;在热应力-机械场耦合条件下,反应釜和内列管的疲劳寿命均满足要求;反应釜搅拌凸缘偏转角度满足设计要...     

椭圆封头多孔补强结构弹性与塑性分析设计

本文分别采用以弹性分析为基础的应力分类法及塑性分析法对椭圆封头多孔补强结构进行分析,依据JB4732-1995进行强度校核。结果表明,应力分类法由于难以区分一次应力和二次应力,为安全起见需增加接管和封头的厚度。而塑性分析法得到唯一的结构塑性极限载荷,设计载荷不超过极限载荷的2/3,结构强度校核通过。在弹性分析应力分类较复杂的情况下,塑性分析计算结果唯一,不会因设计者的水平不同而产生较大误差,值得推广。     

一次结构法在球罐、塔、换热器等应力分析中的典型应用

压力容器强度分析涉及静强度、安定性和疲劳三种强度。强度分析通常应用有限元进行计算,由于有限元的计算结果无论薄膜应力或弯曲应力只能给出总的应力值,分不出其中与静强度相关连的一次应力成分和与安定性相关连的二次应力成分,无法进行相应的评定,解析法分析同样存在此问题。为从安全计,只能按一次应力处理,为此存在较大的保守性。一次结构法可以解决所分析的结构的静强度计算,在此基础上则可再应用有限元进行分析,可将除非线性部分外的应力全按二次应力处理,由此得到科学合理的的分析结果。文章首先阐述球罐分析设计中存在的问题,其次介绍一次结构法的应用,还介绍了一次结构法在换热器管板应力分析、法兰和封头设计及塔式容器中的应用情况。     

新型半圆管弯管机

半圆管夹套作为化工设备中一种常见的结构,具有换热效率高,设备重量轻等优点。锥体、封头的半圆管夹套制作难度大、质量不易保证。本文介绍了一种新型半圆管弯管机,该设备使半圆管能实现机械化制作,具有较大的应用价值和推广潜力。     

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。     

基于有限元法的热采井套损机理研究

注汽井套管既受到注汽温度所产生的热应力的影响,又受到套管、水泥环和岩层等结构应力的影响。文章对注汽井套管的失效机理和原因进行分析,归纳总结影响失效的因素;然后利用ANSYS软件建立了套管、水泥环和岩层系统的热—结构耦合的二维平面有限元分析模型。研究了参数变化对热-结构耦合的套管强度的影响。分析结果表明,在小于14mm之前套管壁厚增加会明显降低套管最大峰值应力,此后套管壁厚增加套管最大峰值应力下降速度会减缓。仅从热膨胀角度来看,套管最大峰值应力随蒸汽温度增加而增加。310°C以后套管最大峰值应力随蒸汽温度增加会加剧。