基于ANSYS参数化计算的塔器变径段结构设计

针对塔设备变径段的结构设计问题,根据塔设备的工艺要求和制造的可行性进行变径段结构分析,确定结构形式。根据塔设备的受载情况,应用ANSYS参数化有限元分析技术,对确定的变径段结构进行应力分析和强度计算,给出最佳结构尺寸。综合对比、分析结果,设计的变径段结构能满足工艺要求,且具有较好的强度和良好的制造性。     

固定管板釜式再沸器壳程斜锥应力分析

以某固定管板釜式再沸器为例,忽略局部结构,建立整体应力分析模型,利用ANSYS软件对各工况下的应力进行了计算;同时,仅取设备壳程筒体建立局部应力分析模型,对比分析了斜锥最大倾角路径上的轴向应力和薄膜应力.结果显示：前者的最大应力强度位于斜锥大端内壁处,而后者的最大应力强度位于斜锥小端外壁处;对比同时表明采用整体模型分析所得斜锥各项应力强度水平均远低于局部模型分析结果,以此为基础进行设计可大大降低斜锥壁厚.     

UOP脱氢反应器人孔开孔补强计算

为了满足UOP脱氢反应器的设计要求,需要在脱氢反应器的锥壳上进行人孔开孔,针对锥壳上人孔开孔的补强计算已超出了规范推荐的校核方法。为此,本文采用有限单元法建立UOP脱氢反应器锥壳人孔开孔补强计算模型,开展锥壳、接管以及锥壳和接管相贯区的有限元分析,提取一次局部薄膜应力、三项主应力之和以及一次加二次应力,并开展强度校核,结果表明:笔者设计的UOP脱氢反应器锥壳人孔开孔强度满足要求,相应的脱氢反应器人孔开孔补强计算方法可为相关科技人员参考。     

锥壳两端均与法兰连接时的应力分析

针对锥壳大端和小端均与法兰连接时的计算问题,应用有限元ANSYS Workbench建立简化后的锥壳-法兰连接模型,并得到了其应力分布。依据ANSYS计算结果,按照JB/T 4732-1995(2005年确认)对锥壳大端和小端应力进行分析和强度评定。结果表明,锥壳大端和小端应力的性质与标准中锥壳与圆筒连接处的应力性质完全相同,应力评定均合格且留有较大的安全裕量。     

化工容器折边锥壳的半顶角计算

在化工压力容器折边锥壳的设计与制造中,尤其是在换热器扩容结构的变径段锥壳设计中,经常要计算锥壳折边封头半顶角。通常采用绘图放样确定角度的大小,工作较为繁琐,这类技术问题在该文中能得到解决。     

椭圆封头水平接管部位应力分析和加强效果研究

针对椭圆封头水平接管部位的强度评定和加强效果研究,采用有限元法建立了接管部位的应力计算模型,运用ANASYS程序进行了应力计算,应用分析设计原理对接管部位的强度进行了强度评定,最后根据接管部位的应力分布特点,对接管部位的加强结构进行了设计。通过应力计算和强度分析可见,合理的加强后,接管部位的局部应力明显降低,加强效果显著,强度满足要求。     

受内压无折边偏心锥壳的应力测试和分析

对某带偏心锥壳结构的小型压力容器进行应力测试和有限元分析,将两者所得的数据进行对比,发现两者的应力分布趋势和数据结果基本一致,验证了有限元计算结果的准确性,并且对两者之间的一些数值偏差进行了原因分析。同时得出了当偏心锥角处于30~45°之间时,按照相同角度的正锥壳设计得到的偏心锥壳结构是可以正常工作的结论。     

新型加强结构在锥柱壳连接区域的应用研究

介绍了一种新型锥柱壳连接区域的加强结构,并给出了该加强结构尺寸的计算方法。用有限元法对圆筒体与不同锥半角锥体连接处采用新型加强结构的应力状态进行了计算、分析,并与现行容器规范中给出的加强结构的应力状态和应力强度进行了对比分析,进一步研究了新型结构的加强效果。     

绕管式换热器管板的有限元应力分析与结构优化

绕管式换热器广泛应用于大型天然气液化装置,而管板是绕管式换热器的重要组成部件。由于管板处于管程、壳程交界处且布有密集的孔洞,降低了结构强度,使其成为LNG绕管式换热器的相对薄弱部位。利用Ansys有限元计算软件,对LNG绕管式换热器管板及其相连的管箱、换热器壳体进行整体建模和多工况下的有限元应力分析,并根据JB4732-1995进行强度校核。计算结果显示,换热器壳体对管箱短节部分的应力有较大影响;实例中换热器外壳的拉伸作用导致短节内侧局部薄膜应力过大,超出许用强度。增加短节厚度可以有效提高管箱强度;通过将原短节厚度由45 mm增加到57.5 mm,解决了局部薄膜应力过大的问题。     

壳单元和实体单元在矩形压力蒸汽灭菌器有限元分析中的应用

介绍了壳单元与实体单元的线性化处理方法与安全评定方法,给出了矩形压力蒸汽灭菌器的结构参数。采用实体单元与体-壳单元对矩形压力蒸汽灭菌器进行有限元分析,结果表明:二者均满足结构强度要求,且壳单元与实体单元相比,最大TRSECA应力强度和应力分布相似,局部薄膜应力的应力强度较小,而薄膜加弯曲应力的应力强度较大,其中局部薄膜应力的应力强度最大相对误差为9.5%,薄膜加弯曲应力的应力强度最大相对误差为8.1%,均在精度允许范围内。     

内压容器筒体与大接管相贯区的应力强度评定

针对内压容器筒体开有大直径孔后会产生很高的应力集中这一问题,采用有限元方法计算了具有同一开孔率但有不同接管与筒体直径比的压力容器结构的应力分布,并在应力危险截面选择了5条应力处理线进行了应力强度评定。结果发现,5条应力处理线中处理线c的一次局部薄膜应力分量SⅡ最大;而一次应力加二次应力SⅣ的最大值则随t/T的大小体现在不同的处理线上,故SⅣ的评定应针对各处理线进行。在笔者的算例中,4种t/T结构中只有t/T=1.0的结构可满足应力分析设计准则要求。     

甲醇合成塔管板稳态操作条件下有限元分析及强度评定

应用有限元分析软件ANSYS,分析了某甲醇合成塔在稳态操作工况下管板的应力场分布;采用三维参数化建模方法对管板及其过渡段、管程封头、壳程筒体及换热器进行了有限元分析;依据有限元分析结果进行了强度评定,结果表明,该法可准确地判断所分析部件的结构在所属工况下是否在安全范围以内。     

急冷锅炉EH-112A应力分析与强度评价

针对急冷锅炉EH-112A的国产化问题,应用ANSYS软件分别建立了分析温度场和结构应力场的三维有限元模型,分析和计算了不同工况下的温度场和应力场,并依据应力分类法进行了强度评价。     

容器支座区域局部应力的有限元计算和强度评定

运用有限元法对工业中的大型搅拌反应器悬挂式支座处应力进行了计算,得到了应力分布场,并采用应力分类的分析设计原理,对反应器的局部应力进行了强度评定。分析结果表明,该反应器支座区域的强度足够,可满足安全要求。     

严寒地区冻融混凝土内钢筋应力滑移模型及OpenSEES有限元模拟

在严寒地区冻融混凝土与钢筋局部粘结滑移模型的基础上,基于冻融混凝土内钢筋沿锚固长度的受力机理分析及迭代过程分析,建立了冻融混凝土内钢筋应力滑移计算方法,提出了冻融混凝土内钢筋的应力滑移关系骨架曲线。基于有限元计算软件OpenSEES,将推导的冻融混凝土内钢筋应力滑移关系曲线嵌套于零长度截面单元,并将该单元应用于梁柱纤维模型,对3根既有的冻融钢筋混凝土框架柱进行模拟,与试验结果进行对比分析。结果表明,冻融钢筋混凝土柱有限元模型的模拟结果与试验结果的符合程度良好,从构件层次验证了推导的冻融混凝土内钢筋应力滑移关系曲线具有较好的精度和可靠性。研究成果可为严寒地区冻融混凝土内钢筋应力滑移推导及有限元模拟提供理论参考。     

溶液罐封头偏置接管应力有限元分析

为了分析带偏置接管的溶液罐封头局部区域的应力分布,对该特殊结构进行三维有限元分析,并且采用分析设计方法对该封头进行强度评定。计算结果显示,最大应力发生在封头接管的边缘焊缝处,在此基础上分别在不考虑焊缝结构和增大局部载荷的条件下进行计算和分析,并对结果进行比较,得到相应情况下的应力分布,为工程设计和应力分析提供参考。     

Failure and stress analysis of internal pressurized composite pipes joined with sleeves

Failure and stress analyses were carried out for composite pipes adhesively joined with sleeves subjected to internal pressure. In the study, the composite pipes and sleeves were E glass fiber/epoxy with different fiber orientation angles. Circular pieces cut from four layered composite pipes with different orientation angle were used as sleeves. Composite pipes with different orientation angle were bonded using DP410 and DP490 type adhesives. The codes of a numerical model were generated via ANSYS software package for the numerical analyses, and the numerical results were verified using experimental results. The problems were analyzed by using a calculation method based on finite elements method (FEM). The finite element analyses (FEA) were carried out to predict the failure internal pressure. Radial, tangential, axial and shear stress values were obtained via numerical analyses for composite pipes and adhesive layers in the thickness direction. In addition, Von–Mises stress distributions that develop on the adhesive were obtained as well. The effects of orientation angle, sleeve length and adhesive type on strength of composite pipe and bonded zone were examined. The results showed that the adhesive type has higher effect on the strength of bonded composite pipes when compared with orientation angle and sleeve length. In addition, increase in sleeve length increased the failure internal pressure.     

薄膜蒸发器筒节整体夹套封口环应力分析及其改进设计

根据对流传热数值模拟结果 ,建立了薄膜蒸发器筒节整体夹套结构的有限元计算模型 ,利用有限单元法进行了结构的应力分析和强度计算。计算结果为 :当不考虑温度载荷时 ,结构是安全的 ;当考虑温度载荷时 ,结构肯定是欠安全的。对此又进行了改进结构设计和相应的强度计算 ,并经受了实践的考验     

VCM回收液分离器大开孔结构的应力分析和强度评定

采用有限元方法对一台ＶＣＭ回收液分离器大开孔结构进行了计算，得到了接管部位的应力分布，并对应力结果进行了分类处理，最后按照分析设计原理进行了强度评定，为该结构的安全服役提供了必要的依据。