超高压容器设计实例浅析

针对超高压容器设计标准GB/T 34019—2017《超高压容器》无可供参考的设计实例、超高压容器设计计算过程复杂的现状,以某深水试验超高压容器的设计计算为例,提供了包括设计计算和强度校核的完整计算过程,介绍了超高压容器试验压力、塑性垮塌失效评定、局部过度应变失效评定、疲劳失效评定、筒体端部和筒体螺纹及螺塞螺纹强度校核、筒体螺纹及螺塞螺纹疲劳评定等计算细节。应用ANSYS有限元方法,按照绘制真实应力-应变曲线、建立有限元模型、确定载荷工况、弹塑性数值计算、确定应变极限、合格判定6个步骤进一步细化了局部过度应变失效评定计算。     

瓦楞板型常压矩形容器的有限元分析

矩形容器一般根据NB/T 47003.1-2009进行设计计算,由于其结构上的缺陷,设计出来的矩形容器一般钢板较厚,同时需要较多的加强筋,往往导致设备重量较大,制造周期长,制造成本较高。瓦楞板相比于普通钢板,具有更好的截面属性,应用到矩形容器中将会大幅度降低设备重量。本文对海上某平台的矩形容器采用瓦楞板进行了设计,并做了有限元分析,计算结果证明设计可行,并与普通钢板设计进行了比较,讨论了两者优缺点及今后的工作方向。     

框架内塔式容器的设计

框架内塔式容器的侧面不同高度处有若干个侧向支撑,且塔段常由多对设备法兰连接,其工程设计计算比较复杂.该文作者是把框架内塔式容器简化为有集中质量的非等直弹性支座连续梁模型,以适应带设备法兰的、不等直径或不等壁厚的、有侧面支撑的框架内塔式容器的实际模型。按此模型进行振动反应计算和内力计算,以完成框架内塔式容器任意高度截面处的轴向稳定校核,并提供框架侧支撑处的水平推力和设备法兰的计算外载荷,以满足工程设计的需要。     

钢制压力容器分析设计基础(二)

分析设计标准允许容器中出现局部塑性变形,但是要计算塑性状态下的应力就要涉及塑性力学的平衡方程、本构关系、屈服条件及塑性力学的一些假设,这是一个复杂甚至是难于解决的问题,即使是采用极限分析的方法来求取容器及其     

非标准长圆形截面容器的应力分析与数值计算

长圆形截面容器广泛应用于石油化工等领域,具有双拉撑板加强的长圆形截面容器属于非标容器.为了解决其应力计算问题,针对其特殊结构建立了理论计算模型并进行了应力分析,推导出了适于工程设计的应力计算公式,并将计算结果与有限元分析结果进行对比.结果表明:理论值与数值解吻合较好:建立的有限元计算模型较为真实地反映了容器的受力情况;由此得出的应力分布规律较真实地反映了容器的应力分布,从而为工程设计提供了可参照的方法.     

非标准带圆角矩形截面容器的应力分析与数值计算

矩形截面容器广泛应用于石油化工等领域,具有单拉撑加强的带圆角矩形截面容器属于非标容器.为了解决其应力计算问题,针对其特殊结构建立了理论计算模型并进行了应力分析,推导出了适于工程设计的应力计算公式,并将计算结果与有限元分析结果进行对比.结果表明:理论值与数值吻合较好;建立的有限元计算模型较为真实地反映了容器的受力情况;由此得出的应力分布规律较真实地反映了容器的应力分布,从而为工程设计提供了可参照的方法.     

夹套容器设计中压力参数选取探讨

对夹套容器设计中设计压力、计算压力、试验压力参数的选取进行了探讨,对过程设备强度计算软件SW6中带夹套容器内筒的试验压力与标准规定取值的不同进行了讨论,以期进一步完善GB 150.1~150.4—2011《压力容器》中关于夹套容器的设计内容。     

有限长椭圆截面容器应力计算

应用板壳理论分析了有限长椭圆截面容器的应力 ,揭示了端盖加强作用及容器长度对应力的影响     

有概率约束矩形截面压力容器可靠性优化设计

针对现代设计理论和优化设计方法在矩形压力容器的结构设计、尺寸计算中存在的问题,运用相关数学理论与优化原理,将直接导致容器失效的约束作为概率约束,建立了以矩形截面容器体积最小为设计目标的数学模型,探讨矩形截面压力容器在概率约束条件下的优化设计方法。通过实例计算和MATLAB算法求解得知,该设计方法不仅可以有效地提高设计水平,降低制造成本,而且由于考虑了矩形压力容器设计变量和参数随机性质,故优化设计结果更符合工程实际,说明了概率设计模型的实用性和可行性,为其他特殊压力容器的优化设计提供了理论依据和应用参考。     

日本超高压设备技术标准现状综述

简述日本超高压设备技术标准的发展完善过程，介绍已广泛应用的日本高压可燃气体保安协会超高压（100～350MPa）设备标准的概要以及超高压设备的三个重要设计原则，并结合破坏试验的实测值与几种设计方法的计算值进行的对比，阐述容器材料屈强比和容器外径内径比值对设计压力与破坏压力的影响关系，推荐了在不同条件下设计压力的计算方法。     

塔器法兰当量设计压力的计算

在一些小直径塔的设计中，塔体筒节之间需用法兰连接，该法兰除承受内压外，还承受较大的轴向力和外力短（如立式设备的重量、风载荷、地震载荷或管道引起的力和力矩等），这时仅按设计压力来设计或选用法兰是不安全的，而须用当量设计压力代替设计压力。根据JB47lO－92钢制塔式容器》和GB15O－89《钢制压力容器》的规定，归纳出塔器法兰当量设计压力的计算方法。1．法兰的当量设计压力计算公式法兰的当量设计压力的计算公式如下式中：只——当量设计压力，MPa；P——设计压力，MPa；M——外力矩，应计入法兰截面的最大力矩Mdal’，管…     

厚壁球壳的弯曲理论及其在高压容器上的应用

本文建立了在内压力作用下的厚壁球壳弯曲理论,对于厚壁球壳开孔(大孔或小孔)以及边缘应力的计算有理论和实用意义。实例计算表明,本文公式的精确度是较高的,适于高压容器设计时应用。     

椭圆形截面容器的应力计算

研究了椭圆形截面容器在升压过程中的趋圆变形对弯曲应力的影响,建立了弯曲应力通用计算公式和简化计算公式,导出了由圆度引起的圆筒形容器最大弯曲应力计算公式,给出了椭圆形截面容器壁厚的计算方法。     

支耳式催化裂化反应器的抗震设计计算

给出了高度较大的支耳式设备的抗震设计计算的具体方法将框架和设备的质量分布进行适当简化,建立质点系的动力学方程组。通过对方程组的求解,得到这种类型设备的自振周期及振型。质点在各振型中的地震作用及地震弯矩的计算、各计算截面的应力校核等,则可采用《钢制塔式容器》JB4710—1992标准中所提供的计算方法进行计算。     

局部壁厚减薄CNG储气瓶应变分布与爆破压力研究

针对钢质压缩天然气(CNG)储气瓶因局部壁厚减薄而发生强度失效的问题,采用有限元方法结合材料真实本构关系和弧长法分析了CNG储气瓶的爆破压力和减薄区域的应力应变分布,并与现有经验公式的计算结果对比分析。结果表明,随内压升高,减薄区域中心外壁面处首先发生塑性变形,而后塑性区不断向周围扩展;临近爆破压力时,减薄区塑性应变迅速增长,且最大塑性应变由外壁面向壁厚中心处移动;随着减薄深度增加,CNG储气瓶爆破压力下降幅度逐渐增加;对于局部减薄容器爆破压力的计算,经验公式相比有限元法的结果均偏保守,GB/T 19624标准与有限元法的预测结果较为接近。     

接管弯矩作用下容器极限载荷研究

对圆柱形容器在接管外载荷作用下的塑性极限载荷进行了研究。用 2台容器进行试验 ,并将试验结果与三维有限元数值模拟结果进行比较。研究表明上述 2种方法获得的接管塑性极限载荷基本一致 ,均可用于确定设备接管的塑性极限外载荷 ,并进行极限设计     

应变强化压力容器开孔补强有限元分析

基于有限元应力分析方法,分析了应变强化压力容器在强化压力下,不同补强结构的容器封头与接管连接处应力强度水平和塑性应变量。结果表明,补强圈补强与厚壁接管补强最大塑性应变量都符合标准要求,但考虑在容器封头与接管连接处的应力强度、塑性应变分布的差异,应变强化压力容器开孔补强使用厚壁接管补强结构更加合理。     

周向斜接管内压圆柱形容器的应力集中

采用有限元法计算了具有不同角度周向斜接管圆柱形容器在内压作用下的弹性应力和变形,对周向斜接管内压圆柱容器的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力集中系数等问题做了初步探讨。计算结果表明,周向斜接管内压圆柱容器在接管与容器的相贯区存在明显的应力集中,相贯区在筒体纵向截面沿径向收缩,而在筒体横向截面沿径向膨胀,最大主应力出现在筒体的纵向截面,相贯区外表面在筒体的横向截面处于三向压缩状态;与正交接管内压圆柱容器相比,周向斜接管圆柱容器在内压作用下的最大主应力略小,二者基本满足Sβ=S0(cosβ)0.5;应力集中系数随着角度β的增加而降低。     

圆筒形壳体与接管截面处的极限压力和破裂压力

根据试验和非限性有限元方法 ,在逐渐增加内压荷载下 ,为壳体与接管直径比为d/D =0 5 2 6的容器接管截面提供了非弹性应力分析结果。为了与有限元分析进行对比 ,借助试验确定因内压而导致的极限荷载。提供了模拟容器分析所需的塑性区扩展范围。另外 ,还对模拟容器进行了破裂试验 ,为内压加载情况下的壳体断面提供了数据 ,来证明现用的设计方法是正确的 ,并为开发新的设计规范奠定了基础     

碎石桩机理分析及单桩承载力计算

笔者应用弹、塑性理论对碎石桩及桩周土作用机理进行了分析,推导出碎石桩单桩承载力计算公式。同时,与其他计算方法的计算结果进行了比较。结果表明,用本方法计算得出的结果与Hughes Withers法和被动土压力法结果非常接近。