开孔间距对压力容器应力影响的有限元分析

采用ANSYS Workbench软件进行开孔间距对压力容器应力影响的有限元分析。结果表明:应力集中程度受开孔间距的影响,随着K值增大,应力集中系数减小,当K1.3时,应力集中系数基本不变。开孔接管区的最小应力反应了两孔间干涉作用的强弱,随着K值增大,开孔接管区的最小应力逐渐减小,说明两孔间的干涉作用逐渐减弱。     

高速气流冲击对筛板稳定性影响的数值模拟

近年来塔板吹翻的现象在化工生产中时有发生。设备的开停车、塔板的吹扫阶段、不同操作压力设备的联通、设备的泄压过程等都可能会引发塔板的吹翻,而高速气体对塔板的冲击是造成塔板吹翻的直接诱因。本文采用有限元计算方法,建立了数值模拟模型,研究了筛孔气速、开孔率和开孔直径对塔板受高速气体冲击时稳定性的影响。将模拟结果与实验结果进行了对比分析,验证了模型的可行性。在此基础上,进一步模拟研究了筛板塔内高速气体冲击塔板的物理过程,得到不同结构参数和操作参数下塔板的应力分布情况。结果表明,塔板受高速气体冲击时,塔板边缘和中心处为应力值最大的部位,并且塔板应力值随着筛孔气速呈二次方关系增长,而随着开孔率线性下降。对于开孔率一定的塔板,存在一最佳的开孔直径,使得塔板受高速气体冲击时其应力值最小。     

不停输带气开孔补强结构的应力分析

在天然气管网的改建中引入了不停输带气开孔工艺。为了保证开孔接管处的强度,应对开孔处进行开孔补强研究。应用有限元软件ANSYS对不同主管尺寸和不同开孔率下的带气开孔结构进行了应力分析,得到开孔处的应力分布情况。利用分析设计标准JB 4732—1995对带气开孔补强结构进行了强度评定。结果表明,随着主管尺寸和开孔率的增大,带气开孔结构最大应力增大。带气开孔补强结构满足分析设计标准JB 4732—1995的强度要求。     

椭圆形管孔管板应力强度的有限元分析

为比较管板在不同形式管孔下的应力强度,分别在UG中建立了八分之一模型,即圆形开孔和椭圆形开孔的管板结构。在ANSYS中进行温度场和应力场的的分析。对计算结果进行分析,结果表明在本文计算工况下,圆形开孔的管板应力值与椭圆形开孔的管板应力值相比,其值很大且分布很不均匀,在管板中心布管区域的应力比较大,出现应力集中。而椭圆形开孔的管板,应力值普遍较低,应力的分布比较均匀。目前,所有的标准均是针对圆管的,这样的结果为工程实际应用提供了依据。     

ASME Ⅷ-1不需补强开孔尺寸规定的原理分析

根据元件和接管连接区所引起高应力的原因,对减小高应力的措施进行了分析.当开孔较小、元件和接管直径及厚度比值较为协调的情况下,即使不进行补强,其应力集中系数也不会大于需要补强开孔经正确补强后仍然存在的相应值,在压力无急剧波动的操作时能保证安全运行.并根据规范的补强设计原理,对需要和不需补强的开孔是否可以和焊缝相遇,如开孔和焊缝相遇或相邻时所应采取的配套措施进行分析.     

压力容器开孔接管处的应力分类及补强设计方法的比较

针对压力容器在开孔部位尤其大开孔接管部位具有严重的应力集中现象,从应力分类的基本原理出发,分析了开孔边缘的复杂应力状态,并对大开孔有限元应力分析结果的应力分类评定提出建议;比较分析了几种大开孔补强方法的异同点,阐述了工程设计中如何进行应力分类和选择合适的补强方法,对一些有争议的问题提出了作者的观点。     

压力容器开孔接管区有限元应力分析

通过Ansys分析与探讨压力容器开孔接管区有限元应力,找出压力容器开孔接管区应力分布规律与受力特性,并系统性对压力容器开孔接管区有限元应力强度进行分析与探讨。     

压力容器中边缘应力和局部高应力叠加影响研究

对压力容器中开孔接管靠近筒体与封头连接处的结构模型，采用有限元应力分析法分析筒体与封头连接处边缘应力和接管与筒体相贯区局部高应力叠加影响规律，通过建立不同的模型（开孔率不同，开孔和筒体与封头连接处距离不同）进行对比。结果表明，两种应力会相互影响，且开孔率越大，相互影响越大。当开孔率达到0.52时，接管与筒体相贯区的一次局部薄膜应力受筒体与封头连接处边缘应力的影响会增大10.27%，封头过渡区的一次局部薄膜应力受接管与筒体相贯区高应力的影响会增大18.8%。     

复合载荷下圆柱壳径向接管结构强度性能数值研究

采用有限元数值研究的方法,对4台具有不同开孔率的带径向接管圆柱壳容器在内压与接管弯矩联合作用下开孔接管区强度性能进行了分析,探讨了内压与接管弯矩联合作用下圆柱壳径向接管结构开孔接管区的弹性应力分布、变形规律和塑性极限载荷关系等。结果表明:对于内压作用下的圆柱壳径向接管结构,联合作用相同大小的接管弯矩时,横向弯矩产生的最大应力增加较纵向弯矩产生的最大应力增加显著,横向弯矩对内压圆柱壳径向接管结构更危险;相同的内压增量在开孔接管区纵向截面产生的最大弹性应力增加较横向截面最大弹性应力增加显著;联合作用一定量的内压能够缓解接管弯矩作用下圆柱壳径向接管结构的变形;内压的联合作用将降低圆柱壳径向接管结构的纵向极限弯矩,联合作用较小的内压能够增加圆柱壳径向接管结构的横向极限弯矩,但影响不显著。     

压力容器球壳不连续区域应力分析和强度评定

球壳开孔接管区的应力较高且分布状况较复杂。借助ANSYS Workbench软件,通过建立球壳开孔接管模型,实现压力容器开孔接管区不连续应力的模拟分析,探讨了开孔率、厚度比以及不同受载情况对球壳开孔接管区最大应力的影响,并进行了正交试验和应力评定。结果表明:随着开孔率和内压载荷的增大,最大应力呈增大的趋势;随着厚度比的增大,最大应力呈减小的趋势;厚度比对球壳最大应力的影响程度最大,开孔率对球壳最大应力的影响程度最小;应力评定能满足强度要求,试验结果可为球壳的设计提供借鉴。     

射孔套管孔眼附近套管变形量计算

射孔套管孔眼附近应力集中是造成套管损坏的重要原因之一。对射孔前后套管受力进行分析,采用弹塑性力学的方法对压裂过程中孔眼附近套管变形量进行研究。本文首先给出了孔间无干扰时,孔附近的变形量计算;然后再根据叠加原理计算了孔间有干扰时的变形量。对螺旋布孔射孔套管采用不同的射孔孔径,孔密和相位角给套管变形量造成的影响进行分析,得出了不同孔径、孔密及相位角的射孔套管在内外压力作用下孔眼附近套管变形量的变化规律。     

开孔处应力集中系数的简化计算

由于各种工业和结构的要求,不可避免地要在压力容器上开孔并安装接管,开孔必然会造成器壁强度的削弱,其削弱程度的大小可通过应力集中系数的大小来体现。通过对平板上开小圆孔边缘处的应力计算分析,得出开孔处应力集中系数的简便计算方法。运用该方法可以准确的计算出球壳以及圆柱壳等壳体上开圆孔的应力集中系数,确定危险位置及应力的大小,为确保压力容器的安全提供必要的条件。     

带补强圈大开孔的压力容器应力分析研究

压力容器由于工艺和结构上的要求,常常需要设置各种大开孔结构,超出了等面积法的适用范围。采用GB 150—2011《压力容器》标准中的方法进行分析时,无法对带补强圈大开孔的压力容器进行补强计算。分别采用标准接触算法和绑定接触算法,利用ANSYS有限元分析软件对带补强圈大开孔接管结构进行应力分析和评定。结果表明,压力容器中带补强圈大开孔接管应力最大值一般分布在接管与筒体连接处,在计算过程中需考虑补强圈与筒体的接触作用,标准接触算法和绑定接触算法得到的计算结果相差不大。     

基于数值计算方法的换热器管板等效方法研究

换热器管板等效方法影响到管板受力变形计算的准确性。以管壳式换热器为例,分别建立了开孔管板结构、共用节点的实心管板结构和主从节点绑定的实心管板结构有限元模型。采用数值计算方法,对管板的应力和变形进行了分析。有限元计算结果表明:采用主从节点绑定的实心管板结构与开孔管板结构变形最大相对误差为8.4%、孔边应力相对误差超过60%,说明主从节点绑定的实心管板结构仅可准确描述管板的变形。通过对比分析主从节点绑定的实心管板结构与开孔管板结构开孔区域应力分布,得到开孔边缘的应力集中系数为约3,开孔中部的应力集中系数约为2。     

基于ANSYS Workbench的压力容器开孔接管区的应力分析

压力容器在石油化工、能源等领域中起着举足轻重的作用。工业生产中,由于工艺和结构的要求．需要在压力容器简体上开孔并安装接管,从而会在开孔接管区造成结构的不连续性,引起应力集中现象,使该部位可能成为设备的破坏源。论文采用ANSYS Workbench软件对压力容器简体上不同孔径开孔接管区的应力进行了分析比较。结果表明：压力容器开孔接管区出现了明显的应力集中,应力梯度大,且在简体上开孔的孔径越大,最大应力也越大。     

基于ANSYS的多孔板应力应变分析

通过利用大型非线性有限元软件ANSYS对18种不同开孔数的多孔板进行数值模拟和分析,得出：多孔板的最大等效应力主要发生在多孔板开孔区最外侧开孔的对称中心处.随开孔个数的增加,最大等效应力呈增大趋势;最大等效应力的大小主要取决于Z方向的最大应力;孔的排列情况对多孔板应力有影响.结果对多孔板的设计研究具有一定参考价值.     

压力容器开孔接管区应力的有限元分析

为了满足工艺过程的要求,压力容器必须开孔接管,从而使开孔接管区的应力状态非常复杂,成为压力容器的高应力区之一。论文采用ANSYS Workbench软件对压力容器筒体上正交接管和切向接管的应力进行了分析比较。结果表明:筒体上正交开孔接管的最大应力强度比切向相同内径的开孔接管的要小。     

大开孔补强设计探讨

从大开也设计方法研究，应力测试分析和标准分析入手，根据开孔边缘的应力分布特点，提出了大开孔适宜的补强结构形式，并对大开孔采用补强圈结构进行了探讨。     

压力容器开孔补强分析及各种补强方法的比较

通过对开孔附近的应力分析,可知在压力容器上开孔,不但削弱了容器的材料强度,而且导致容器局部应力集中,使压力容器的承载能力降低,在其设计工艺条件下会产生危险,成为压力容器破坏的重要因素之一。因此,压力容器开孔后需进行补强,本文对几种开孔补强的方法进行阐述和比较。     

内压作用下圆柱壳开孔接管区的力学分析

应用Ansys对内压作用下圆柱壳开孔接管区进行了有限元应力分析,得到了其受力特性和应力分布规律,并对其进行了应力强度评定。