圆筒径向开孔接管边缘处一次应力控制值的探讨

JB 4732—2005标准中的应力分类法针对不同类型的应力给出许用极限。一次应力SⅡ和SⅢ的许用极限为设计应力强度的1.5K倍。文章采用大型通用有限元软件ANSYS,对带径向开孔的圆筒进行弹性应力分析,取得两条路径上的膜应力和膜+弯应力,再对圆筒进行极限载荷计算,分析比较2种方法的计算结果,发现一次应力控制值随着开孔率的增加而增大。另外,对于开孔率较大的结构,SⅡ、SⅢ按1.5K控制,显得较为保守。     

封头大开孔接管应力分析

对一碟形封头大开孔接管进行了三维和轴对称有限元应力分析,研究了接管区应力状况的影响因素。计算表明,可将偏置大开孔接管的空间问题适当转化为轴对称问题进行应力分析,使复杂问题简单化。     

热环境下容器开孔接管应力评定及疲劳分析

利用ANSYS建立容器开孔接管三维模型,针对其结构及载荷特点,将容器开孔接管结构离散,采用APDL语言编程对容器开孔接管在内压及热载荷作用下的静态力学行为进行了计算及疲劳分析,给出了应力评定和疲劳结果。计算结果表明,由于接管与筒体相贯处应力集中很大,一次加二次应力程度较高;设备在保温情况下,温度波动对疲劳造成的疲劳影响很小。     

简体接管边缘应力区局部减薄处应力特征

参考《压力容器定期检验规则》第40条,采用有限元方法计算了筒体接管边缘应力区局部减薄处的应力分布,得到了局部减薄处凹坑的尺寸与位置对应力的影响趋势,讨论了应力集中系数随尺寸变化的规律,为筒体接管边缘应力区局部减薄处的强度评定提供了一定的计算依据。     

E-330A工艺入口管线开孔接管应力强度评定

针对E-330A工艺入口管线开孔接管结构,采用比较规整的8节点六面体单元建立三维有限元模型,进行了有限元应力分析和应力强度评定,认为此开孔接管结构满足JB 4732-1995<钢制压力容器--分析设计标准>所规定的应力强度,并且有较大的安全余量,可以忽略较小的均匀腐蚀减薄量.     

圆筒体开孔直径的选取

本文以气水分离器的椭圆开孔为例,分析了我国新标准对开孔直径及其长短轴方向所作的规定,并与国外有关标准作了对比。最后还就压力变化校正系数的选取和设备补强结构的设计作了介绍。     

圆筒容器接管处应力集中系数的研究

具有接管圆筒形压力容器的接管与筒体垂直相交处,承受载荷后联接处产生应力集中,造成这个部位发生失效,对这种结构的应力集中系数迄今尚缺少满意的计算方法,目前可按Lind“面积法”的公式计算,也可按Money式或Decock式计算。 从工程实用观点出发,本文根据Lind“面积法”,经理论分析提出“改进面积法”的计算公式,按此公式计算与实验数据比较,结果颇为符合。     

椭圆封头开孔接管局部应力分析

本文运用有限元分析方法,对椭圆封头开孔接管结构的局部应力进行了分析,以弹性应力分析和塑性失效准则、弹塑性失效准则为基础,真实准确地对该局部的应力强度进行了安全评定。     

塑性极限载荷分析法在圆筒接管开孔强度分析上的应用

选用大型通用有限元软件ANSYS对某筒体大开口模型进行了应力计算及评定,使用应力分类法对大开口处两条路径上的一次应力、一次加二次应力评定时,发现应力强度不能满足要求,依据JB 4732—1995(2005年确认)中的相关规定,对同一大开口模型进行了极限载荷分析,结果表明模型的设计内压小于最大允许内压,设计内压满足要求。由于应力分类法偏于保守,当对某些设备的局部部位进行强度校核时,在应力分类法不能通过的情况下,可使用塑性极限载荷分析法进行判定。     

筒体开孔接管开裂失效分析

采用全相分析、宏微观观察、力学性能检验及SEM分析等方法,并通过对焊缝区进行残余应力测试及对筒体接管部分进行有限元分析,对筒体接管开裂的原因进行了分析,分析结果表明,焊缝边缘残余应力水平高,材料的脆性严重及接管处的应力集中导致了此次的开裂。     

带法兰接管的压力容器圆筒大开孔补强计算方法

在文献[4]的基础上进一步考虑接管法兰及法兰力矩对圆筒大开孔计算截面的加强作用,提出一种更加符合实际结构的补强计算方法,比现有各种圆筒大开孔补强方法更为科学合理和安全经济。     

圆筒径向接管开孔补强计算两种分析方法的比较

对比有限元分析方法和GB 150—2011的弹性薄壳理论应力分析法在圆筒径向接管开孔补强的分析结果发现,由于应力奇异性,有限元分析结果是偏保守的。因此,推荐使用GB 150—2011的弹性薄壳理论应力分析法来计算圆筒径向接管开孔补强     

接管弯矩作用下压力容器开孔——接管区局部应力的试验研究

对接管弯矩作用下圆柱形压力容器开孔－接管区的变形及局部应力进行了详细的试验研究，研究工作是针对３台不同ｄ／Ｄ比的试验容器进行的。结果表明，开孔－接管区的应力和变形具有明显的局部性，其最大应力出现在接管平面外（横向）弯矩作用下容器的横向截面内。同时将本文的研究结果与ＷＲＣ．１０７及ＷＲＣ．２９７的计算结果进行了比较。     

接管弯矩作用下容器开孔结构弹性应力研究

对接管纵向弯矩作用下 3台具有不同d/D接管的圆柱形容器开孔结构进行了试验研究 ,考察开孔 接管区的变形及其弹性应力分布情况。研究结果表明 ,筒体和接管纵向截面两侧的应力分布都呈现一定的对称性 ,应力集中的范围十分有限 ,且随着d/D的增加 ,同一载荷下结构的最大应力值逐渐下降 ,但应力比系数变化并不大     

压力容器圆筒大开孔应力分析设计中的弯曲应力

回顾了长时期以来人们对“大开孔”边缘弯曲应力的认识过程,引出其应力的属性问题。文章对此属性进行了考证,论证指出各压力容器标准将此应力视为二次应力的观点是失误的。     

内压圆筒上不同接管型式的有限元分析

文章基于文献[1]的实验,采用三维有限元法对实验中的内压圆筒开孔接管区进行了应力分析,获得了筒体、接管及其连接部位的应力分布结果,并对比分析了径向和周向斜接管结构的应力分布情况。分析结果表明,容器开孔接管处应力分布复杂,并产生明显的应力集中,其应力集中系数随着距接管与筒体连接处的距离的增大而快速降低;周向斜接管结构的应力分布规律与径向接管结构的相类似,最大应力强度均出现在连接处且位于筒体的纵向截面的内侧区域;与径向接管结构相比,周向斜接管结构的最大应力强度较小;而且,随着周向斜接管结构的倾斜角α增大,其最大应力值变小。     

压力容器封头上锥形接管开孔补强的计算

随着我国人民生活水平的提高及工业化进程的加快,食品安全问题愈发受到社会的关注。农产品加工过程需使用过程设备,即过程设备的清洁程度及清洁能力是食品安全的第一关,取决于过程设备的设计、制造、运输及安装。过程设备压力容器封头上锥形接管正是基于设备便于清洗、洁净这一原则进行设计的。但这为压力容器开孔补强提出了问题,因大部分过程设备依然采用规则设计,国内标准、规范对锥形接管的规定几乎没有,这就需要寻求一种封头上锥形接管开孔补强的计算方法。     

两种圆筒径向大开孔接管补强计算方法的对比分析

对比GB150—2011中开孔补强分析法与HG/T 20583—2011中开孔补强压力面积法对圆筒径向大开孔补强计算结果的异同,并结合理论基础与设计准则,分析结果偏差的原因。     

组合载荷作用下开孔-接管区弹性应力试验研究

带接管内压圆筒通常受到内压和接管弯矩的共同作用,接管附加的弯矩载荷会影响内压圆筒开孔-接管区的强度性能。对4台不同di/Di比值的带径向接管圆筒压力容器在组合载荷作用下开孔-接管区弹性应力进行了试验研究,考察了内压和接管面内弯矩、内压和接管面外弯矩共同作用下开孔-接管区的弹性应力分布、应力集中以及2种载荷之间的相互影响规律。研究结果表明,接管附加弯矩载荷显著增加了承压容器在开孔-接管区的应力集中,且应力集中随开孔率的大小而变化,开孔率小的模型,接管弯矩变化对内压作用下各截面应力集中的影响较大;内压变化对接管弯矩作用下各截面应力集中的影响是开孔率大时影响相对较大,但关系不是很明显。     

筒体轴向斜接管开孔补强计算的探讨

利用ANSYS有限元软件,对不同倾角斜接管与当量径向接管进行有限元应力对比分析,阐述了当轴向斜接管倾斜角过大,其接管与筒体连接处的弯曲应力不能忽略,如采用等面积补强方法进行开孔补强计算会存在一定风险。