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.     

内压圆筒上矩形大开孔接管三维有限元分析与强度评定

采用有限元法，对某冷却器的矩形开孔部位在有补强和没有补强的2种结构下进行应力计算和强度分析，并在应力分析结果的基础上用线处理法对危险部位进行强度校核，同时对矩形开孔边应力分布规律和补强结构进行了讨论．结果表明：矩形开孔部位应力集中严重，需要给以补强．     

天然气管道带气开孔补强结构的应力分析

为了探讨天然气管道带气开孔特殊开孔补强结构受压后的应力情况,利用有限元分析软件对天然气管道带气开孔5种模型进行了有限元建模及应力场分析.5种模型分别为整补、方补、仅焊支管、先焊支管再焊圆形补强圈和先焊支管再焊方形补强片.分析结果显示：整补和方补最大应力位于接管与补强片连接拐角处,其他3种模型最大应力位于主管开孔边缘下表面拐角处;在支管直径与主管直径之比为2/3,管内压力为0.6 MPa时,5种模型的最大应力分别为53.324 MPa、52.878 MPa、59.006 MPa、48.662 MPa和34.806MPa.对于20号钢和Q235材料,补强结构受压后符合强度要求.整补和方补最大应力相差不足1MPa,整补模型的下半瓦片对开孔接管处的补强效果不明显,一般情况下采用方补即可;而先焊支管再焊补强件较整补和方补,最大应力下降较多,补强效果较好;先焊支管再焊方形补强片的补强效果最好,建议在带气开孔中采用此方式.     

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。     

锅炉筒体上小间距大开孔区域的应力分析

锅炉设计中经常出现超出现行强度标准或者传统理论分析方法的新结构,应力分析是对其进行强度验证的有效方法,对锅炉筒体上小间距大开孔区域进行应力分析,可为开孔补强以及锅炉整体设计提供依据。文章以85 t/h角管锅炉锅筒上互成孔桥的4个大直径接管结构为例,利用有限元分析软件对孔排高应力区进行建模和应力分析,根据应力分解曲线及数值结果判定强度。结果表明:高应力区位于接管和筒体连接区的管端内壁以及纵向孔桥区,应力最大点位于纵向孔桥端部对应的管端内壁圆弧顶点,并沿其两侧方向递减;筒体壁厚为32 mm、接管壁厚为25 mm时,该区域因开孔应力集中而导致的强度减弱可以得到有效补强,强度判定结果符合要求。     

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。     

基于ANSYS再沸器管口接管应力的仿真分析

以某一型号再沸器管口接管为例,采用ANSYS有限元分析方法,构建接管管口有限元模型。根据再沸器接管管口的受力情况确定模型边界条件和载荷条件,通过有限元仿真计算获得管口接管处的TRESCA等效应力云图,然后根据JB4732《钢制压力容器——分析设计规范》进行应力强度评定。结果表明结构的最大应力（317.689 MPa）出现在接管与筒体连接处筒体一侧的外表面, 接管应力强度满足工况要求,研究结果验证了设计的安全性和合理性,为下一步再沸器管口接管结构优化设计提供了理论基础。     

切向接管贴板补强初探

本文介绍切向接管采用贴板补强结构时,由应力测试得到应力集中系数曲线,并与未补强的同管径切向接管进行比较和分析讨论,初步得出采用补强板是有一定效果,但Kmax下降并不多的结论。     

蒸汽扩容器切向接管应力分析研究

采用三维有限元方法对蒸汽扩容器与切向接管联接的关键部位进行了应力分析,获得了该部位的应力分布.计算结果表明,蒸汽扩容器筒体上开孔设置切向接管,使连接区的应力分布复杂化,并产生明显的应力集中,接管与筒体连接处应力值较大,最大应力发生在接管与筒体连接处且位于接管上部位内侧,是筒体失效的危险区域;各类应力最大值均发生在蒸汽扩容器与切向接管的内侧连接处,并随着离该处距离的增加而减小.并按照JB4732-1995采用应力分析设计方法对该蒸汽扩容器切向接管结构进行强度评定,蒸汽扩容器切向接管强度足够,满足安全要求.     

平辊轧制工艺轧制力及摩擦应力的弹塑性有限元分析

应用弹塑性显式有限元方法对平辊轧制工艺进行了分析，得出了轧制过程中的弹性应力应变以及摩擦应力的分布规律，并与传统方法进行了对比。     

园筒形压力容器切向接管的应力测试

本文介绍了薄壁圆筒形压力容器切向接管应力电测的结果。证明薄壁圆筒切向接管的强度不低于相同尺寸的径向接管的强度。并对已有的理论计算公式进行了分析讨论,指出Mershon公式计算薄壁圆筒切向接管的应力集中系数与实际比较符合。     

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。     

单孔喷油嘴内部燃油流动的CFD研究

采用Fire软件对单孔喷油嘴内部燃油的流动进行计算,得到了喷油嘴内的流动特性,如流速、空穴、质量流量等的分布。分析了喷孔直径和喷孔入口圆角的不同对其内部流动特性的影响。计算结果表明:喷孔直径越大,流速变化率越快,空穴越早出现、长度越长、强度增加;喷孔入口圆角越大,喷孔出口的流速越大,空穴越晚出现、强度变弱。     

外载荷作用下压力容器接管结构有限元分析

工程设计时因需要满足工艺流程的复杂性,常常在压力容器的特殊位置进行开孔接管.GB 150—2011仅考虑容器结构在单一载荷的工况进行开孔接管结构的强度计算,没有涉及到实际工程中开孔接管结构的附加外载荷.应用SolidWorks软件对筒体切向开孔接管压力容器进行局部建模,采取有限元分析法,分别对三维实体模型施加仅内压、内...     

圆筒形压力容器切向接管的三维有限元分析

本文采用三维有限元应力分析方法,计算带切向接管的圆筒形压力容器,并用电测实验对计算结果进行了验证,二者吻合良好、计算结果表明,此切向接管的最大应力集中系数低于相同尺寸径向接管的最大应力集中系数。     

喷管/飞行器后体一体化数值模拟

采用NND格式,进行了喷管／飞行器后体一体化数值模拟,分析了喷管膨胀比和外流马赫数对后体阻影响,通过和实验数据对比,表明本发展的计算方法是可行的,可以用来模拟喷管的内外流场和计算喷管的性能。     

喷嘴流场数值模拟

通过对喷嘴流道的数值模拟计算,分析喷嘴在设计工况下的内部流场、压力、速度的分布状况,探究喉部截面位置能量损失的原因。结果表明压力梯度、速度梯度及湍动能过大是造成喉部能量损失的主要原因。为优化喷嘴结构的设计提供新的方法。     

钢包下水口断裂分析及改进措施

炼钢厂所使用的LS钢包滑动水口机构,由于下水口受机械应力和热应力的综合作用,频繁发生断裂引起事故.针对上述情况进行了应力分析计算,通过改进下水口外型设计,缩短下水口伸出长度,增大下水口管壁厚度,从而减小机械应力与热应力,降低了下水口断裂的可能性.