锥壳开孔接管结构失稳临界压力研究

通过有限元方法对外压锥壳开孔接管结构进行分析,详细分析了不同结构参数对临界压力pcr的影响。由结果可知,一定参数范围内,锥壳开孔接管结构的临界失稳压力值随着d/D的增大、Do/δe的增大和δet/δe的减小而减小,在半顶角α=30°附近,结构的临界失稳压力值达到最大。通过正交分析得出影响pcr各因素的权重度为Do/δe>α>d/D>δet/δe。     

组合载荷作用下圆柱壳开孔接管结构设计分析

采用应力分析法和极限载荷分析法,对在内压和支管外力矩作用下的圆柱壳径向开孔接管原结构、加筋结构和接管根部加厚结构进行应力分析和评定。结果表明:较之于原接管结构,接管根部加厚结构承载能力提高明显,而加筋结构在仅受内压时承载能力无甚改善,在组合载荷作用下承载能力有所增加;各接管分析结构基于应力分析法的最大应力位置和基于极限载荷法的最大应变位置并不一致,应力分析法评定结果较为保守,极限载荷法评定结果更合理。     

圆柱壳开孔接管补强结构有限元分析

基于有限元法,运用ANSYS软件对圆柱壳体开孔接管补强结构进行分析,获得其应力分布规律。在应力分析的基础上,运用线性处理法对危险部位进行应力分类和强度评定,并确定了该圆柱壳的极限承载能力。沿着评定路径获得应力集中系数分布规律及其最大值,并与ASME锅炉及压力容器规范中的经验公式进行对比,验证了数值模拟结果的可靠性。     

内压作用下圆柱壳开孔接管区的力学分析

应用Ansys对内压作用下圆柱壳开孔接管区进行了有限元应力分析,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。     

复合载荷圆柱壳径向接管极限载荷参数化分析

采用正交试验设计方法,设计了48组不同几何参数的带径向接管圆柱壳模型,利用有限元分析软件ANSYS对模型进行模拟计算,求得模型在内压与接管纵向弯矩联合作用下的极限载荷,由回归分析法得到复合载荷作用下圆柱壳接管结构极限载荷关系的经验方程。采用有限元计算结果对经验方程进行验证和应用,证明了回归方程和研究方法是可靠的,可用于求解内压与接管纵向弯矩联合作用下圆柱壳接管结构的极限承载能力,为快速求解载荷联合作用下圆柱壳接管结构的极限承载能力提供了研究方向。     

基于ANSYS二次开发的锥壳开孔接管结构参数化有限元分析系统

以ANSYS12.0为开发平台,Visual Basic 6.0和APDL语言为开发工具,实现了锥壳开孔接管结构的参数化有限元分析系统。该系统通过输入锥壳及接管的相应设计参数,可迅速得到不同载荷工况下分析结构的应力强度分布,进一步应用分析设计标准进行应力强度评定。系统的开发有效地提高了设计效率,为此类结构安全评定和优化设计提供有效依据。     

储气罐开孔接管处疲劳强度分析

储气罐承受交变内压作用,与罐体内其他开孔接管处相比较,开孔处的开孔率最高,应力集中现象最为显著,发生疲劳破坏的机会也最大,故对储气罐的入孔处进行疲劳强度分析非常重要,文章首先分析了储气罐入孔接口处疲劳产生的原因,其次分析了减少储气罐入孔处疲劳强度的相关策略。     

内压简体开孔接管结构应力集中系数预测

针对内压筒体平齐式大开孔率开孔接管结构，提出一种基于有限元解的有效的应力集中系数（SCF）估算的经验公式。认为应力集中系数是A=d／√DT，n=T／D和ζ=（Dt）/（dT）函数，对近100个不同尺寸规格开孔接管结构的应力集中系数进行了较详细三维有限元分析计算，采用最小二乘法对应力集中系数规律进行了回归分析，得到了应力集中系数计算的经验公式，另外用83个开孔接管结构的有限元解与其进行了对比计算。结果表明，此经验公式的计算精度可以满足一般工程问题的要求。     

钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳理论分析

钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)外压失稳试验研究提出了PSP外液压试验装置和试验方法,并进行了PSP瞬时临界失稳压力和长时蠕变失稳压力的测量。为了进一步理解PSP的失稳现象和失稳的力学机理,提出了一个PSP失稳压力预测力学模型,将PSP简化为四层正交各向异性层合管,用回字形模型推导出复合层弹性常数,根据唐奈扁壳理论建立PSP瞬时失稳临界压力力学模型。理论结果与试验值吻合较好,表明给出的计算模型可以较好预测复合管的失稳临界压力。进一步分析PSP设计参数与临界压力的关系,提出提高PSP失稳临界压力的措施。最后对PSP持久临界失稳压力进行了估算.     

薄壁圆筒临界失稳强度的可靠性

应用可靠性设计理论，分析了在保持外压差试验时钢制薄壁圆筒临界失稳强度的初始可靠度，讨论了不同工况下初始可靠度的范围。从控制临界失稳强度的初始可靠度范围的角度，对薄壁圆筒外压试验的压力及其限制进行了研究。     

钢制薄壁外压圆筒的可靠性稳定系数

应用基于概率统计理论的可靠性方法，对钢制薄壁圆筒形外压容器的临界失稳压力进行了分析，认为临界失稳压力实测值与理论预测值之比是符合正态分布的随机变量；从设计、制造、检验、操作和安全监察等角度，讨论了有关因素对临界失稳压力的影响，运用强度-载荷干涉模型，定量分析了设计公式置信度、常规稳定系数、可靠性稳定系数的关系。     

组焊圆柱壳在轴向载荷和局部热载荷共同作用下屈曲数值研究

对大型直立设备安装过程中的现场焊接热处理过程中在轴向载荷和局部热载荷共同作用下的屈曲问题进行数值研究。研究结果表明,在焊后热处理过程中加热部位的边缘附近区域存在很大的温度梯度,导致该部位有很大的热应力。在热处理过程中焊缝部位的热应力很小,与加热部位边缘附近区域相比几乎可以忽略不计。组焊圆柱壳在轴向载荷和局部热载荷共同作用下屈曲最先发生在加热部位的边缘附近区域;热处理过程中加热部位边缘存在的局部热应力是导致组焊圆柱壳发生屈曲的关键因素。最后分析了热处理过程中几个关键参数对组焊圆柱壳,临界屈曲载荷的影响。     

钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳数值模拟

关于钢丝缠绕增强塑料复合管(PSP)外压失稳的试验和理论分别在"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳试验研究"和"钢丝缠绕增强塑料复合管外压失稳理论分析"中进行了详细的研究。由于失稳分析属于非线性、大变形问题,而对含初始几何缺陷 PSP 的稳定性进行理论计算更为复杂,本文基于大型有限元软件 ANSYS,采用特征值法和非线性法对 PSP 在外压载荷作用下的力学响应进行数值模拟,分别得到复合管的临界失稳压力和失稳模态;基准模型经特征值法分析得到临界失稳压力为0.97 MPa,经非线性法分析得到临界失稳压力为0.83 MPa;分析了边界支持和初始缺陷对复合管外压稳定性的影响,得到临界失稳压力和波纹数随长径比的变化关系。     

薄壁外压容器外压试验压力系数研究

为了控制钢制薄壁外压容器的稳定性,建立了以分布参数为区间界限限定时的随机概率模型,从外压压力试验和正常操作时模糊可靠度范围的角度,对薄壁外压容器的稳定系数、试验压力系数和超压限制系数进行了探索。结果表明：①从等可靠度的观点,在外压压力试验与正常操作时,薄壁外压球壳稳定性的模糊可靠度分别可取0.93381-0.9999999517与0.93354-0.9999999510;薄壁外压圆筒稳定性的模糊可靠度分别可取0.9997091-0.9999992822。②薄壁外压球形容器稳定安全系数应不小于14.53;薄壁外压圆筒稳定安全系数应不小于2.80。③薄壁外压球壳外压试验压力系数在外压压力试验时等于1.00;薄壁外压圆筒外压试验压力系数应不小于1.00但不大于1.26。④在外压压力试验时,薄壁外压球壳的超压限制系数应不大于0.06882;薄壁外压圆筒的超压限制系数应不大于0.45165。     

鞍式支座对圆柱壳体外压承载能力的影响

采用有限元方法对受外压作用的有鞍式支座支撑的卧式容器筒体进行了线性和非线性稳定性分析,研究了鞍式支座对筒体临界失稳外压的影响。结果表明,鞍式支座的存在对筒体起到了加强作用,增大了筒体的临界失稳外压,支座反力对筒体的临界失稳外压影响不大。