应力分析法进行斜锥壳设计的探讨

针对带蒸发空间的卧式换热器中圆柱壳体与管箱之间过渡元件斜锥壳的设计，提出现有设计方法存在的问题，用应力分析的方法推导出斜锥壳壁厚设计的计算公式。     

大锥角偏心锥壳计算方法的工程应用

简述了偏锥受力特点及当前工程计算现状,通过ASMEⅧ-2、GB 150以及有限元分析结果的对比,对ASMEⅧ-2法做出了误差评述和优化选择,说明ASMEⅧ-2将无折边偏心锥壳的计算从现有的半顶角α≤30°扩大到了60°,基本可以作为工程应用.文中对比结果为ASMEⅧ-2（2010版）这一新方法在工程设计中的实际工程应用提供了重要借鉴意义.     

固定管束釜式重沸器斜锥壳转角过渡区应力分析

对固定管束釜式重沸器的斜锥壳元件建立了简化力学模型,并进行了有限元分析计算,结果表明大端转角过渡区存在较大的弯曲应力.随后对一系列结构尺寸的斜锥壳进行了计算,整理了斜锥壳大小端转角过渡区在各计算参数下基于分析设计的应力强度水平系数.结果表明,无论大端还是小端,应力强度水平系数随大小端直径比的增大及斜锥角的增大而增大.一次加二次应力的应力强度水平系数总是大端转角过渡区较大.而局部薄膜应力的应力强度水平系数当大小端直径之比较小时,小端较大;当大小端直径之比较大时,大端较大.     

固定管板釜式重沸器斜锥壳转角过渡区的应力分析

利用FEPG软件的前处理程序生成系统MTI,对固定管板釜式重沸器的斜雏壳建立了简化力学模型,并进行了有限元分析计算,发现斜锥大小端过渡区均存在应力集中现象,其中大端转角过渡区经线方向存在明显的弯曲应力,内壁表现为拉应力,外壁表现为压应力;环向内、外壁均存在明显的拉应力,且与最大拉应力位置相对应的外、内壁上亦存在一定的压应力.对一系列参数的斜锥壳进行了计算,整理了斜锥大小端过渡区在各计算参数下基于分析设计的应力集中系数,发现无论大端还是小端,应力集中系数随大小端直径比的增大、斜锥角的增大而增大;一次加二次应力的应力集中系数总是大端过渡区较大,而局部薄膜应力的应力集中系数当大小端直径之比较小时,小端较大,当大小端直径之比较大时,大端较大.     

内压无折边锥壳加强设计与应力分析

无折边锥壳在内压作用下,由于连接处的结构不连续性,会产生比薄膜应力高数倍的边缘应力,因而对其强度设计的分析有利正确设计和安全使用。本文基于ASMEⅧ-1和ASMEⅧ-2分别对无折边锥壳的加强设计原理从应力的观点进行了探讨;另外,基于有限元法对圆筒与锥壳连接结构的三向应力分布规律、边缘应力衰减规律及不同半锥角对边缘应力分布的影响规律进行了合理分析,并对GB150-2011中关于内压无折边锥壳强度设计中的若干规定进行了有针对性的探讨。     

较小半顶角的内压锥壳厚度计算分析

在压力容器设计中,锥壳半顶角大多不超过30°。本文从理论分析、公式推导和工程实例论证三方面入手,论证了锥壳半顶角不超过30°时折边过渡的必要性和计算折边锥壳厚度时的简易方法。     

釜式重沸器锥壳上开设人孔分析

对釜式重沸器斜锥壳上开设人孔的结构建立了简化力学模型,并进行了有限元计算,发现该结构的最大应力强度点发生在斜锥壳开孔与接管的连接区,且位于斜锥壳具有最大倾斜角的经线上靠近大端筒体侧的接管内壁。对几组人孔的分析计算及应力强度评定结果表明,该结构人孔接管及斜锥壳壁厚需要有一定的裕度才能满足强度要求。此类结构可行,建议进行详细的应力分析以保证结构的安全性。     

压力容器斜接管应力计算方法研究

圆柱形压力容器斜接管的应力计算还没有一个简便可行的计算公式。通过对影响斜接管应力分布因素的分析,利用空间解析几何的坐标变换理论,结合回归分析方法得到了斜接管应力集中区域应力分布的半理论半经验计算公式,其计算结果与实验数据比较最大误差不超过20%。该计算方法可为此类结构的应力分析和设计计算,特别是在役斜接管的快速安全评价提供依据和参考。     

国内外分析设计规范中锥壳大小端评定准则的讨论

内压作用下锥壳的大端厚度主要由轴向弯曲应力控制,小端厚度主要由环向薄膜应力控制,国内外规范中对大端应力控制的条款基本一致,但对小端的应力,JB4732中要求小端环向薄膜应力小于1.1倍许用应力,ASMEⅧ-2中要求小端环向薄膜应力小于1.5倍许用应力。本文利用有限元法,对锥壳小端的评定进行研究,讨论两标准中评定条款的不同之处,为工程人员提供设计参考。     

圆柱壳与凸型封头连接处边缘应力有限元分析

本文利用弹性有限元分析方法计算了相同尺寸条件下圆柱壳与标准椭圆封头，球型封头，碟型封头连接处及其附近的边缘应力，给出了连接部位应力分布规律，并将这几种情况的边缘应力进行了对比。为工程设计中此几种情况的考虑，提供了数值上的参考。     

基于Simulation的斜齿圆柱齿轮齿根应力分析

在SolidWorks软件环境中对斜齿圆柱齿轮三维实体的建模是一个难题,采用理论公式计算斜齿轮齿根应力的过程比较繁琐。组合使用CAXA软件和SolidWorks软件可以快速准确地完成斜齿轮的三维实体建模,运用SolidWorks软件中的Simulation插件可对斜齿轮齿根弯曲应力进行有限元分析。这是一种先进的CAD/CAE设计方法,它可以在设计阶段模拟齿轮的工作状态,发现设计中的缺陷,并予以修改,对斜齿轮强度设计具有实际的指导意义。     

15CrMo实体膨胀管最优锥角有限元分析

利用有限元分析软件,根据弹塑性有限元接触问题的相关理论建立了可膨胀管膨胀过程的力学模型。对壁厚6mm的ф108mm管进行膨胀过程的计算机模拟,着重研究在不同膨胀率下,膨胀锥角与锥体完成胀管所需的液压力的变化关系;确定不同膨胀率下所需的液压力最小的锥角值,即获得最优的锥角;研究了最优锥角下膨胀管的力学性能,通过参数优化设置,为现场应用提供理论依据。     

椭圆封头与圆柱壳连接应力的分析和评定

本文分析了椭圆壳与圆柱壳连接在边缘应力和错边引起的附加弯曲应力及总体薄膜应力，联合作用下应力强度的评定方法，并给出了评定准则。     

内压锥壳大端与球壳连接结构及其强度分析

锥壳大端连接球壳是常见的流化床反应器上部扩大段结构形式,现行常用标准未对该结构的设计作具体规定。参照GB 150.3—2011《压力容器第3部分:设计》有关锥壳大端折边厚度计算、球壳厚度计算、圆筒和封头连接的对接接头形式,讨论了内压锥壳大端与球壳连结的结构形式的特点,指出折边和锥壳的连接通常为不等厚对接。采用通用有限元软件ANSYS分析了3种不等厚对接过渡段的应力分布,对应力集中部位作了应力线性化处理和应力强度评定,指出了3种不等厚对接方式的特点,总结了此类结构的设计要点。     

抽油泵阀座锥角的选择

抽油泵阀座锥角2α是泵阀结构设计中的重要参数。2α角应满足阀座孔有较大的过流面积,阀有良好的密封性和密封稳定性,阀开启灵活和始启瞬间过流面积大等要求。经综合分析和计算表明,2α=70°较为理想,建议作为此项参数的标准值。     

套管膨胀过程中膨胀锥锥角对驱动力的影响

采用有限元方法模拟套管膨胀过程,求解了膨胀锥锥角不同时的液压驱动力,并分析了所需驱动力的大小与膨胀锥锥角的关系。结果表明,套管膨胀过程中膨胀锥存在一个最优锥角,在此锥角下膨胀套管所需的驱动力最小。在小于最优锥角范围内,驱动力随锥角的增大快速降低,在大于锥角范围内,驱动力随锥角的增大有增大的趋势。对于结构参数相同而材料钢级不同的套管,最优膨胀锥锥角较接近,与最优锥角对应的最小驱动力也较接近。     

实体膨胀管数值模拟及膨胀锥锥角优化设计

选择了一种实体膨胀管,对其不同锥角时的膨胀过程进行了详细的数值模拟,研究了膨胀锥锥角与膨胀压力、压力波动、膨胀后半径及轴向缩短量的关系,以期为膨胀锥的优化设计提供理论参考。建模时采用非线性有限元分析软件ABAQUS,膨胀锥为主面,膨胀管内壁为从面。结果表明,随着锥角的增大,膨胀压力和启动压力都逐渐增大,轴向缩短量随着锥角的增大而减小,锥角为15°时膨胀管轴向缩短量约为总膨胀长度的1.7%,综合膨胀压力、膨胀后半径及压力波动,比较理想的膨胀锥锥角为15～17°以及22°。     

内压圆柱壳内伸接管区的应力分析

通过Ansys12.0对内压圆柱壳内伸接管区进行了有限分析,得到了其受力特性和应力分布规律并对其进行了应力强度评定。     

外压锥壳支撑线的探讨

对外压锥壳大小端和圆筒连接处是否作为支撑线进行了探讨,对两种情况下外压锥壳的设计方法进行了比较,并通过对实际工程实例中两种不同计算结果的数据分析,提出了锥壳大小端与圆筒连接处作为或者不作为支撑线时对筒体和锥壳厚度的影响,同时分析了锥壳大端筒体为长圆筒时锥壳大小端是否作为支撑线的情况。通过对比这两种不同的设计方法的优缺点,对外压锥壳设计中支撑线该如何考虑给出了一点建议。     

外压锥壳设计若干问题探讨

对外压锥壳设计中外压作用下锥壳自身的稳定性设计、锥壳上加强圈的设置以及锥壳与圆筒连接处的强度和稳定性设计这3个问题进行了分析探讨。分析认为,外压作用下锥壳自身的稳定性设计应按锥壳两端连接处是否作为支撑线而分别进行设计。给出了外压作用下锥壳设置加强圈的个数与位置的确定方法。通过详细分析外压锥壳与圆筒连接处的强度和稳定性,提出了连接处加强段惯性矩的计算方法。