薄壁压力容器在内压作用下的弹塑性屈曲行为研究

基于ABAQUS对受内压薄壁压力容器的屈曲行为进行计算时,采用非对称的网格剖分是打破对称性、诱发分叉屈曲的有效方法。与在结构中引入初始缺陷的传统做法相比,该法具有更加客观真实,且不破坏原始结构的优势。通过一系列的数值试验,揭示薄壁压力容器在内压作用下的弹塑性屈曲规律。计算结果表明,在内压作用下薄壁压力容器过渡区域出现波状的分叉屈曲形态,随着加载的继续,过渡段将逐渐生成肉眼可视的褶皱。通过与试验结果以及传统方法对比,非对称网格剖分方式可以更加简单而有效地诱发结构的分叉屈曲行为,且与试验结果吻合较好。     

碟形封头在外压作用下的屈曲分析

采用有限元法分析了碟形封头在外压作用下的屈曲问题。通过静力学分析观察碟形封头内部的应力分布情况以判断封头发生屈曲的位置,并使用Newton—Raphson法和弧长法对封头进行非线性屈曲分析,追踪碟形封头发生屈曲失稳前后过程,获取其典型的结构特征。最后将稳定安全系数引入到有限元分析结果的处理中,从而得到可以在工程中应用的许用外压载荷。整个分析方法和结论对碟形封头的设计和校核具有实际的工程意义。     

内压作用下压力容器封头局部屈曲分析

采用有限元法分析了蝶形封头压力容器在内压作用下封头过渡区局部塑性屈曲问题。通过在内压作用下周向呈受压状态的局部区域引入以静力位移为基础的初始几何缺陷,采用由位移控制的RIKS算法计算跟踪载荷—变形情况,从而分析屈曲载荷和屈曲形态。计算分析了初始缺陷的幅值对所求得的屈曲载荷的影响,结果表明对于所提出的问题,屈曲载荷对初始几何缺陷比较敏感。在屈曲发生后随着加载过程的继续,在过渡区内屈曲区将逐渐增加,即逐渐出现多处皱褶。同时分析了设置多个分布缺陷的情况,与仅有一个缺陷的情况相比,结果显示当缺陷密度不是很密时,从加载初期到初始屈曲发生后的一定范围内,屈曲发生处的变形状态在两种情况下几乎一致,表明初始屈曲非常局部化。     

凸面受压碟形封头的屈曲分析

利用有限元法和水压试验相结合的方法对凸面受压碟形封头的屈曲行为进行研究。基于ANSYS软件对凸面受压碟形封头进行了非线性有限元分析,采用特征值屈曲分析和非线性屈曲分析相结合的方法,并利用弧长法,计算出结构的临界屈曲载荷值,同时结合水压试验验证。研究结果表明,碟形封头发生了屈曲失效,发生屈曲的位置在靠近筒体纵焊缝的碟形封头上,并且水压试验的结果验证了有限元分析的可行性。屈曲分析的结果对碟形封头的优化设计具有指导意义。     

内压标准椭圆封头弹塑性屈曲分析及失效载荷研究

采用有限元弹塑性屈曲分析,考虑椭圆封头的最大形状偏差并在过渡区施加局部厚度减薄缺陷,针对不同材料和厚径比δ_e/D_i,较为系统地讨论了内压标准椭圆封头结构屈曲载荷P_(cr)与极限载荷P_L的变化规律。研究结果表明,厚径比小于某临界值时,屈曲载荷低于极限载荷,分析模型发生屈曲破坏;厚径比大于某临界值时,屈曲载荷高于极限载荷,分析模型发生强度破坏。不同材料分析模型厚径比临界值存在一定差异,对高强钢13MnNiMoR材料而言,GB 150—2011标准防止标准椭圆封头内压弹性屈曲失效的厚径比规定偏于冒进。本文结果可为内压薄壁标准椭圆封头设计准则提供指导。     

压力容器平封头在内压作用下的形状优化

本文研究了压力容器平封头在内压作用下的形状优化问题，优化目标是尽可能降低结构的应力集中，以提高疲劳寿命，响应分析采用有限单元数值解，优化方法采用递归二次规划方法，文中对常见平封头形式进行了形状优化，并对结果进行了分析和讨论。     

压力容器碟形封头焊接结构应力数值计算及安全评定

采用埋弧焊焊接制备SA-240M 304不锈钢碟形封头,建立简易有限元模型,采用刚体面偏置约束模拟碟形封头在工况条件下的应力场,并对危险区域的Mises等效应力进行计算和安全评定。结果表明：有限元模拟得到碟形封头长圆孔右侧圆弧中间区域的Mises等效应力最大,为危险区域,与由实测应变计算得到应力的相对误差仅为4.7%,验证模型准确;对危险区域沿应力分类线的法向应力进行等效线性化处理后得到一次薄膜应力、一次弯曲应力、峰值应力、二次弯曲应力分别为135.19,3.54,0.774,42.83 MPa,根据ASME VIII-2评定为安全。     

内压作用下发动机反向封头屈曲参数化研究

内压作用下发动机反向封头的稳定性是设计中的考虑重点.采用轴对称有限元方法对不同设计参数的等厚度和变厚度两大类反向封头进行稳定性研究,模型考虑封头开口加强环及封头与圆柱段连接处的局部加强影响.参数化研究椭球比、壁厚对封头临界屈曲载荷的影响.研究结果表明,等厚度反向封头的外形和变厚度的壁厚对结构临界屈曲载荷的影响十分敏感,在最小厚度一定的情况下,椭球比为1.413的变厚度封头是最小质量设计.另外文中给出可供工程实际设计参考的图表及曲线.     

高温带钢的局部宽度内压屈曲及后屈曲分析

根据工业生产中最主要8种带钢浪形(即板形缺陷)的浪形函数和其对应的带钢纵向不均匀伸长率的横向分布,抽象出产生此浪形的局部内压屈曲过程的位移函数和端边界外力条件,然后分别运用弹性薄板小位移理论和大位移理论建立了屈曲和后屈曲变形模型,并使用能量法进行了求解。在过去对常温态带钢此类问题研究的基础上,对高温态带钢的此类屈曲变形进行理论分析和数值计算,获得了各种工况下的屈曲条件和瓢曲生成路径。     

组合载荷作用下碟形封头的稳定性分析

对于受外压和局部载荷联合作用下的压力容器封头稳定性设计问题,以低温液化气体储罐的外筒体为例,采用有限元方法,对受外压及支座反力作用的碟形封头进行了线性和非线性稳定性分析,计算了封头的临界失稳外压和临界失稳轴向力并考察了支座垫板的作用。结果发现对于常见的3支座或4支座,支座的存在对封头的临界失稳外压几乎没有影响;封头因外压发生失稳和因轴向支座反力发生失稳是互相独立的;支座上有无垫板对封头的临界失稳外压影响不大,但垫板能够提高封头的临界失稳轴向力。此外,为便于工程设计,给出了不同直径和厚度的碟形封头临界失稳支座反力。     

反应堆压力容器承压热冲击分析

依据法规要求和国外的研究成果 ,对压水堆核电厂反应堆压力容器承压热冲击 (PTS)的研究方法进行阐述。研究工作考虑和比较了不同的裂纹尺寸、不同的裂纹类型和不同的PTS瞬态的情况 ,进而确定该RPV在哪种裂纹和哪种瞬态下最危险。热弹性和热弹塑性两种材料模式运用于RPV的应力计算 ,分析中考虑了不锈钢堆焊层对断裂分析的影响。     

压力容器焊接结构及工艺探究

主要从介绍压力容器的结构、使用性能、材料的选择、焊接结构进行工艺探究,对可能出现的问题做了整理和分析,根据工件的工作环境、使用性能可知道工件的力学性能有高强度、好的塑性、韧性和焊接性,从而根据压力容器的结构、性能来确定压力容器的热处理工艺,达到最佳效果。     

工艺要素对碳素钢焊接过程的影响

从分析厚板钢制压力容器自动埋弧焊工艺要素入手,确定影响质量的关键要素,从而对其进行质量控制,对解决厚板自动埋弧焊时出现的质量问题起到了关键性的作用。通过对焊接工艺要素进行系统的综合性分析,找出了影响质量问题的关键性工艺要素,在此基础上对其进行严格控制、合理匹配,使产品质量问题得到了有效控制,焊接质量稳步提高,满足了厚板钢制压力容器的焊接质量要求。     

压力容器技术装备的新进展(二)

本文主要叙述了压力容器制造工艺技术装备最新进展情况 ,并且简要地论述了采用新的加工装备对压力容器制造的重大影响 ,这些新装备包括切割工具、成型机器、焊接设备、热处理装置、发运设施等和检测仪器。同时也展望了其它领域最新技术装备和仪器在压力容器制造业的应用、提高本行业技术水平和产品质量的可行性     

外压容器设计的公式法及其应用

以外压容器失稳的临界压力公式为基础,得到了外压容器设计的公式法,可用于长、短圆筒弹性失稳的稳定性设计与校核：并对公式的应用条件与适用范围进行了详细分析,给出了弹性失稳条件下厚径比δ／Di与设计外压P应满足的条件。在满足弹性失稳的条件时,公式法的计算结果与图算法的结果相差较小,满足工程设计要求。     

药芯焊丝电弧焊工艺在压力容器制造中的应用

就药芯焊丝电弧焊工艺的优点及在压力容器上的应用情况进行了深入探讨,提出了一些建议。     

压力容器技术装备的新进展(三)

本文主要叙述了压力容器制造工艺技术装备最新进展情况，并且简要地论述了采用新的加工装备对压力容器制造的重大影响，这些新装备包括切割工具、成型机器、焊接设备、热处理装置、发运设施等和检测仪器。同时也畏望了其它领域最新技术装备和仪器在压力容器制造业的应用、提高本行业技术水平和产品质量的可行性。     

面向压力容器焊接自动化技术的应用现状与展望

通过对压力容器焊接自动化技术的硬件因素和软件因素分析 ,综述了国内外压力容器制造过程中焊接自动化技术的应用现状 ,展望了压力容器制造过程中焊接自动化技术的发展趋势和应用前景。     

压力容器技术装备的新进展(一)

本文主要叙述了压力容器制造工艺技术装备最新进展情况 ,并且简要地论述了采用新的加工装备对压力容器制造的重大影响 ,这些新装备包括切割工具、成型机器、焊接设备、热处理装置、发运设施等和检测仪器。同时也展望了其它领域最新技术装备和仪器在压力容器制造业的应用、提高本行业技术水平和产品质量的可行性