超高周疲劳小型设备的设计探讨

本文通过对照类比在服的进口设备,采用将设计压力提高的办法,使得小型高周疲劳设备吹出罐的设计免做疲劳分析评估,并且提高了设计寿命。结果表明:设计相对科学合理,制作安装经济,同时对该设备的焊接结构、制造检查以及法兰螺柱的设计分别进行了特别处理,均已满足了疲劳设备的特殊要求。     

聚乙烯装置产品出料罐应力分析

齐鲁石化公司HDPE装置中的产品出料罐是承受高循环疲劳载荷的压力容器,设计疲劳寿命达6.72×10~6次,超出了ASMEⅧ-2中1×10~6疲劳寿命。齐鲁石化设计院与有关单位合作,对这台设备作了疲劳寿命测试并利用美国ANSYS软件进行了有限元应力分析。     

闪蒸分离釜壳体的疲劳分析

由于闪蒸分离釜为间歇操作,属受交变载荷作用的疲劳设备,在设备的强度设计时,需要对釜体进行疲劳分析。采用ANSYS通用有限元分析软件对设备的壳体进行应力分析,计算出设备各处的应力,并对其进行评定,为闪蒸分离釜的设计提供可靠依据。     

疲劳设备螺柱评定有关问题研究

螺柱疲劳评定对于疲劳设备的安全可靠运行具有重要意义.JB/T 4732—1995(2005年确认)附录C中给出了对疲劳设备的螺柱进行疲劳分析的方法.采用有限元计算方法,对疲劳设备接管法兰用的紧固螺柱进行了疲劳分析,验证了工程中螺柱疲劳评定方法的合理性,同时给出了疲劳设备螺柱使用的合理化建议.     

裂解气液相干燥器应力强度评定及疲劳分析

对裂解气液相干燥器建立有限元模型、进行应力强度评定和疲劳分析是保证用户使用安全和节约设备成本的有效方法。针对某乙烯装置裂解气液相干燥器,利用ANSYS软件建立了有限元模型,并依据JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》进行了应力强度及疲劳强度评定。结果表明,人孔与筒体的连接处等结构不连续处极易出现疲劳失效,该液相干燥器设备壳体和人孔螺柱疲劳强度评定合格,所有部位的应力强度均满足疲劳寿命设计要求,符合设备安全平稳运行条件。     

井口装置的疲劳寿命分析

论述了对井口主要承压部件进行力学分析及计算疲劳寿命的过程。依据断裂力学和疲劳断裂理论，结合双管热采井口的实际工况，分析、计算其应力分布，掌握应力应变的变化规律，对井口装置的疲劳寿命进行了分析和研究，计算出了不同工况条件下热采井口的预测寿命，为产品的设计研发提供了科学的理论依据。     

大型焦炭塔裙座对接结构优化设计与分析

低频热疲劳是延迟焦化核心设备焦炭塔的主要破坏形式之一,主要发生在设备下锥体与裙座的连接处。通过对3种不同的焦炭塔锥体与裙座的连接结构的优劣对比分析,并兼顾考虑设计、制造难度和经济效益,文章在裙座设计中选择优化对接结构,制造方案上中改进焊接工艺和焊接工装,并运用MSC软件模拟焦炭塔服役过程中交变热-力载荷对裙座对接堆焊焊缝处进行热疲劳瞬态分析和使用寿命评估,提出了焦炭塔焊缝结构优化设计方法和改进措施。     

浮式生产储油卸油装置上压力容器外部载荷及疲劳分析

压力容器是浮式生产储油卸油装置（FPSO）上的重要组成部分。由于海洋环境比陆地环境复杂，FPSO上的压力容器与陆地上静设备在外部载荷的考虑上有很大的不同。在现有压力容器相关资料中，少有提及到FPSO上的压力容器外部载荷的计算。介绍了如何考虑FPSO上压力容器的外部载荷，并以1台典型的卧式设备为例，重点介绍了通过公式法对支撑及焊缝进行疲劳校核，可为FPSO上压力容器的设计提供参考。     

连续油管工作管柱的有效控制

讨论了延长连续油管（ＣＴ）工作管柱寿命的方法,主要考虑了６个方面的问题：连续油管的疲劳控制、连续油管管柱设计选择、数据采集系统。连续油管腐蚀防护、连续油管机械损伤防护以及设备的选择。用实例说明连续油管集中控制方案能明显降低连续油管的疲劳,用以疲劳算法为基础的计算机程序来跟踪连续油管使用过程中所有管柱的疲劳,讨论了连续油管在高一低压力环境下作业时对管柱设计选择的影响,最后讨论了选择适当的设备和对设备     

不同种类润滑油对齿轮材料接触疲劳强度的影响

前言近几年随着产品产量的提高,原有设备的负荷能力不断加大,所以齿轮材料的接触疲劳极限是从事齿轮设计和制造的工作者所十分关心的问题。在进行材料接触疲劳试验过程中,接触疲劳破坏是一种极     

液氮泵内缸套有限元强度与疲劳分析

对液氮泵内缸套进行有限元强度分析和疲劳寿命分析计算,找到危险位置与应力分布状态,对液氮泵缸体的可靠性评价、指导改进设计和正确使用具有重要意义。为此,采用Solid-works Simulation有限元分析软件,对某76 MPa液氮泵内缸套进行有限元强度和疲劳计算,并分析了吸入压力对强度和疲劳寿命的影响。分析结果表明,对该液氮泵内缸套采用无相贯线设计,有效地避免了相贯线的应力集中,静强度足够,整体疲劳寿命满足设计要求。但内缸套最大应力与最小疲劳寿命均出现在内缸套大端台阶边缘处,根据入口压力与强度和疲劳关系曲线认为,适当提高吸入压力可以有效改善内缸套强度和延长其疲劳寿命。     

应力指数法和疲劳强度减弱系数法在疲劳容器设计中的应用

应力指数法和疲劳强度减弱系数法是进行疲劳容器设计的重要方法。文章就如何利用这两种方法对疲劳容器进行疲劳分析作了论述,并给出了实例。     

基于ANSYS的平台波流载荷下动力分析及疲劳分析

介绍了使用ANSYS有限元软件对平台结构进行静力分析、动力分析和疲劳分析的方法。应用ANSYS软件可以直接对波流载荷作用下的平台进行有限元分析，而且建模简单、计算精度高，可以方便地考虑载荷的随机性。根据ANSYS计算得到的应力，应用管节点的热点应力公式得到平台构件实际的疲劳应力，并使用S-N曲线法计算平台构件的疲劳损伤。对实际的平台进行数值计算，计算出的平台位移最大值和响应周期与现场实际测量值基本一致，这说明计算方法和数学模型是正确的。ANSYS有限元软件可以方便地计算平台结构在波浪、海流载荷下的动力响应和疲劳寿命，是进行平台设计和校核的有效工具。     

新型深水立管悬挂装置减振及疲劳抑制效果分析

研究了工作水深1 000m的钢悬链线立管动力特性及其悬挂端的疲劳寿命特征,并提出一种减缓立管振动和提高立管悬挂端疲劳寿命的方法。设计了一种新型的立管悬挂装置,该悬挂装置采用与陀螺仪类似的多环万向节结构。计算后对比发现:设计的立管悬挂装置不但可以降低立管的振动频率和振动幅值,消除悬挂端的应力集中,还能明显提高立管的疲劳寿命;新型悬挂装置可以使前25阶振动频率平均降低到原来的4.55%,最大振幅平均减小到原来的5.07%;同种工况下,立管的最大弯曲应力减少了1.3×107 Pa,疲劳寿命提高到原来的3.4倍。     

连续油管工作管柱的有效控制

讨论了延长连续油管（ＣＴ）工作管柱寿命的方法。集中考虑了六个方面的问题：连续油管的疲劳控制、连续油管管柱设计选择、数据采集系统、连续油管腐蚀防护、连续油管机械损伤防护以及设备的选择。通过几个典型例证,说明了连续油管集中控制方案（ＴＭＰ）能明显降低连续油管的疲劳程度。连续油管的疲劳速度降低３００％。而且,研究人员、培训人员和现场操作人员共同努力有助于防止连续油管三种主要疲劳断裂──循环断裂、内部腐蚀和外部腐蚀的发生。文中用以疲劳算法为基础的电脑程序来跟踪连续油管使用过程中所有管柱的疲劳。此外,还讨论了连续油管在高－低压力环境下作业时对管柱设计选择的影响。最后讨论了选择适当的设备和对设备进行适当维护,将连续油管循环疲劳降到最小及防止连续油管产生机械损伤的方法。     

大型液化天然气储罐内罐寿命计算分析

大型液化天然气(LNG)全容罐是LNG接收站项目中最重要的设备之一,在LNG低液位与高液位循环操作期间(卸船周期内)、大修时空液阶段、水压试验与试验水排空等循环使用中,受低温收缩、液位变化等影响,内罐壁-底连接大角焊接接头、壁板、锚固带等危险部位会产生材料使用疲劳,若按LNG储罐50a设计寿命考虑,需对内罐易疲劳关键部位进行材料疲劳校核分析。以国内某已建LNG储罐为例,针对储罐在预冷、水压试验、低-高液位循环使用等工况,对内罐底部大角焊接接头、罐壁板、锚固带等部位材料进行了材料疲劳失效风险分析,对内罐50a设计寿命进行了校核分析。     

残余应力对有缺陷球壳耐疲劳性能影响试验研究

采用试验方法对比研究了壳体内存在残余压缩应力和没有残余压缩应力2种钛材壳体的耐疲劳性。介绍了疲劳试验所需缺陷准球冠形薄壁壳体样件的预制方法及预制样件的合格性爆破测试方法,讨论了样件准备方法的合理性。介绍了疲劳试验样件分组处理方案,基于各组样件处理方式代表的样件热处理与加压状态讨论了壳体极限疲劳破坏次数试验数据,总结了残余压缩应力的作用,认为在受内压疲劳时残余压缩应力部分抵消了内压产生的拉应力,使疲劳应力幅大幅度下降,明显提高了壳体的疲劳寿命。从设备耐疲劳角度看,使承受内压的容器壳体内保持一定残余压缩应力对提高设备的疲劳寿命非常有利。     

牙轮钻头滚动轴承接触问题理论研究

利用弹性体三维有限长非接触问题的数值计算方法，对牙轮钻头滚动轴承的接触问题进行了理论研究。对某型ＸＭＰ牙轮钻头大端滚子轴承的计算结果表明，直母线滚子与轴颈滚道接触时两端所产生的接触压力奇异分布，其值趋于无穷大，是轴承早期疲劳失效的主要原因。因此，为提高钻头轴承的使用寿命，必须对滚子进行凸度设计。     

谈钻采提升设备的强度设计

本文在论述了钻采提升设备强度设计准则目前存在的三种不同观点后,指出了应力分类的必要性,并介绍了应力分类设计准则的基本内容。在疲劳分析中,提供了钻采提升设备载荷脉动循环周次统计计算的主要数据,并发现了一些规律;又在估算疲劳寿命的基础上提出了“屈服系数G”,设计“许用屈服系数[G]”随材料屈服强度的增加应减少。最后对载荷试验等问题进行了讨论。     

疲劳压力容器国产化的设计攻关

阐述了受交变载荷作用的压力容器的设计思路和分析方法。根据攻关难点的提出，对设计中应采用的标准规范、局部应力的计算方法、疲劳性能测试及疲劳设计曲线的绘制、螺栓的疲劳分析、疲劳设计的方法和步骤及疲劳分析设计时应考虑的问题等进行了较详细的介绍