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.     

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...     

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。     

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。     

锅炉圆筒形元件补强板与接管联合补强的有限元应力分析

锅炉承压部件上开孔的尺寸较大时,需要采取局部补强方式对孔进行补强。补强计算方法有其适用范围,当结构超出范围时,对开孔的补强计算公式不再适用。本文所述一台余热锅炉的一个内压筒体,开孔直径超出了标准允许的范围。为了解决开孔的强度问题,采用补强板和厚壁管接头联合补强,并进行有限元应力分析验证,证明强度满足承压要求。     

剖分环式快开门压力容器的有限元分析

为了研究剖分环式快开门压力容器的应力分布规律,识别其应力集中区域,找到此类压力容器的易破坏区,利用有限元分析软件ANSYS,整体分析计算了内径为560mm的三瓣式剖分环快开门压力容器.为减小计算量,根据该结构轴对称性,建立了三分之一的三维实体模型.根据实际情况限定边界条件为：在容器内施加45MPa内压,对称面上施加对称约束,容器底部施加固定约束.经过非线性分析计算,求出该结构的整体应力分布云图,得到整体结构和剖分环、平盖、筒体的应力集中区域及其应力分布规律.然后,采用分析设计标准JB4732-95对该压力容器各个组件的危险截面分别沿轴向和径向进行了路径评定,评定结果显示所选的结构设计合理,强度符合设计要求,对同类结构的设计制造具有一定的参考价值.     

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。     

大型扁挤压筒结构及受力分析研究

用有限元法分析计算了扁挤压筒内套850 mm×250 mm在其外边缘加不同的分布力时其应力分布情况,并分析计算了不同扁挤压筒结构的应力,得到如下结论:在内比压为520MPa时,其内套外边缘采用部分紧配合,可使扁挤压筒的受力显著改善,降低应力集中处最大应力值,从而大大提高扁挤压筒寿命。     

热力耦合试验中仿型橡胶皮囊拟静力加载分析

在回转体结构飞行器热力耦合试验中,试验件载荷加载有多种方式,需要考虑试验件结构的特殊性,并要达到试验预期的局部载荷加载效果.试验采用了仿型橡胶皮囊加载作为加载方式,通过Catia软件建立了仿型橡胶皮囊三维结构模型,利用Ansys软件得到了仿型橡胶皮囊的变形与应力分布.结果表明:在仿型橡胶皮囊内压为0.4 MPa的工况下,皮囊最大应力为0.08 MPa,最大变形为0.08 mm;随皮囊内压增大,皮囊大端与小端的边缘均产生应力集中,且小端的变形较大,易发生变薄、裂痕甚至破损等结构性破坏,应对该位置进行加厚处理;支撑工装内仿型橡胶皮囊拟静力加载应力分布均匀,满足试验需求.     

接管高应变区应力强度因子的计算

针对压力容器接管区处于高应变梯度区和具有严重的应力集中现象的特征,依据模拟试板应力应变场的光弹性试验分析,对接管区建立有限元模型,保证单元的协调性,分析了裂纹尖端处应力强度因子,计算结果表明获得的应力强度因子与试验结果较为吻合,为压力容器接管部位的设计和裂纹疲劳扩展分析提供了参考依据。     

高应变梯度异形板的试验研究

给出了容器接管区模拟试板的应力分布状态,采用双参数法分析了裂纹附近的形状因子,为异形板设计的合理性提供了可靠的依据。     

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。     

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。     

压力容器接管区应力场有限元分析

针对压力容器接管区局部高应力高应变区的状态和裂纹的断裂规律特征,对多种孔径的异型板应力应变场应用弱协调元,建立单元间位移弱连续条件的协调有限元模型,不需要应力满足平衡条件,因此可以解决常规有限元难以适应的奇异性领域.本文分别就不带裂纹和带有裂纹的异型板进行应力分类数值分析,为压力容器接管部位的设计和裂纹疲劳扩展分析提供了可靠依据.     

梯度陶瓷水煤浆喷嘴的残余热应力有限元分析

根据陶瓷水煤浆喷嘴出口破损和脱落的主要原因, 提出了梯度功能陶瓷喷嘴的设计思想,目的是人为的在喷嘴的制备过程中在喷嘴的出口处形成有利的残余压应力,缓和喷嘴在使用中的拉应力. 通过合理地设计梯度功能陶瓷喷嘴不同部位材料组分的分布,设计了两种模型：轴向梯度陶瓷喷嘴FGM-Z, 径向梯度陶瓷喷嘴FGM-R. 利用有限元法对两种模型进行了分析,得出：两种梯度喷嘴模型在出口处均形成了有利的压应力,特别是FGM-R喷嘴在喷嘴的整个内壁都形成了有利的压应力. 通过比较,初步确定最佳模型为FGM-R陶瓷水煤浆喷嘴.     

压力容器接管区模拟试板的有限元分析

针对压力容器接管区高峰应变的特征 ,在压力容器接管模拟试板的基础上 ,对多种孔径的异型板应力应变场建立有限元模型 ,分别就不带裂纹和带有裂纹的异型板进行应力分析。计算结果表明高峰应变区的应力集中与试验结果较为吻合 ,为异型板设计的合理性和裂纹扩展分析提供了可靠依据。     

基于梯度功能的陶瓷水煤浆喷嘴的设计

在分析水煤浆喷嘴工作特性和磨损机理的基础上,提出了梯度功能陶瓷水煤浆喷嘴的设计模型,’并对单向梯度功能陶瓷喷嘴的残余应力进行了有限元分析。结果显示,梯度功能陶瓷喷嘴内部的残余压应力能缓解喷嘴工作时的热应力,提高陶瓷喷嘴的抗热冲蚀磨损能力。     

Fluid Flow Behavior of Liquid in Cylindrical Vessels Stirred by One or Two Air Jets

Based on the two-phase model (Eulerian-Eulerian model), the three dimensional fluid flow in water and that liquid steel systems stirred by one or two multiple gas jets are simulated. In the Eulerian-Eulerian two-phase model, the gas and the liquid phase are considered to be two different continuous fluids interacting with each other through the finite inter-phase areas. The exchange between the phases is represented by source terms in conversation equations. Turbulence is assumed to be a property of the liquid phase. A new turbulence modification - model is introduced to consider the bubbles movement contribution to and . The dispersion of phases due to turbulence is represented by introducing a diffusion term in mass conservation equation. The mathematical simulation agrees well with the experiment results. The study results indicate that the distance of two nozzles has big effect on fluid flow behavior in the vessel. Using two gas injection nozzles at the half radii of one diameter of the bottom generates a much better mixing than with one nozzle under the condition of the same total gas flow rate.