局部区域布管固定管板热交换器应力的有限元分析

基于有限元温度场分析及温度场与应力分析的耦合数值计算,实现了温度载荷与压力载荷同时作用下的局部区域布管固定管板热交换器整体有限元应力计算,对有限元应力计算结果进行了相应的应力分析。     

异形管板换热器应力分析与评定

通过有限元温度场分析及温度场与应力分析的耦合数值计算,实现了异形管板换热器温度载荷与压力载荷同时作用下的有限元应力计算。采用JB4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》的应力分类及强度评定方法对分析结果进行了评定,实现了在构建异形管板换热器真正实际结构有限元模型下的应力分析与评定。     

炉管转油线管系设计与施工中的冷紧应力测试

从现场实测出发,确立了减压炉出口炉管及其转油线组成的变截面管系的力学计算模型,把管系的固定点由以往的炉顶炉管出口处移至出口炉管的底部定位管处,进行电子计算机运算,计算结果基本上符合管系的应力分布情况。本文介绍了这种计算模型和投产后管系实际热伸长量的测量值以及施工中的应力测试。     

金刚石钻头有限元应力分析

采用有限元分析方法对金刚石钻头进行了应力分析，重点研究了有限元分析时的两大难点：一是有限单元的离散，二是外载荷的处理。给出了有限元计算模型和外载荷值，并对计算结果按ＶＯＮ．ＭＩＳＥＳ屈服准则进行了分析，找出了应力分布形式及最大应力值。所有理论分析方法和研究结果均可直接用于生产设计。     

液化天然气加注系统真空绝缘双壁管管系应力分析及优化

以某双燃料船舶液化天然气加注系统的真空绝缘双壁管管系为例,通过理论应力计算和有限元软件应力计算结果的比较,验证了有限元应力计算软件的可行性。基于最大允许跨距计算和设计图样,对真空绝缘双壁管管系进行建模、应力计算及分析,确定了管系最大应力数值和应力过载节点。通过将支座类型由Anc改为Guide,并减少支座数量,完成了真空绝缘双壁管管系支座的优化设计,优化设计后各应力过载节点的二次应力均小于许用应力。     

大型制氢转化炉辐射段管系结构应力分析与强度评定

以某炼油厂10万m3/h(标准工况)制氢转化炉辐射段管系为研究对象,采用ANSYS建立了转化炉辐射段的空间管系有限元模型,通过对转化炉结构冷态安装工况与热态操作工况的分析,得到了各部件的应力分布与变形情况,并通过局部结构子模型实体单元建模的方法,对入口总管与支管连接处的三通结构进行了详细分析,通过应力分类法对各部件进行了强度评定。     

催化裂化烟机入口管线结构的有限元计算

以催化裂化装置烟气轮机入口管线为对象,对其管系结构进行了有限元计算。通过热胀应力和自重应力的系统分析,探讨了该管系的失效原因及其改进措施。     

制氢转化炉出口管系应力分析

出口管系是制氢转化炉的关键部分,合理的出口管系结构应具有抵抗较大上部荷载偏差的能力.利用管道应力计算软件CAESARⅡ对目前国内转化炉出口管系应用较广的3种结构进行应力分析.结果表明,结构2可允许上部管系6％的荷载偏差,上部管系采用普通精度的恒力弹簧即能满足工程应用要求;结构1应用条件苛刻,设计时需增大近三通热壁集气管壁厚,提高上部恒力吊架的荷载精度,一般应限制在2％以内;结构1改进型在能准确预测热壁集气管热膨胀位移的前提下,具有较强的抵抗上部管系的能力,但工程应用有较大难度.     

大开孔焊制异径三通的疲劳评定

风洞试验设备承受交变载荷。本文借助CAESARII对设备进气管线进行了应力分析,确定应力最大值(疲劳点)发生在焊制异径三通开孔部位。使用有限元软件ANSYS对大开孔结构进行了模拟计算,依据JB4732进行了疲劳评定。通过对比两者的计算结果认为,CAESAR Ⅱ和ANSYS两种软件在对大型管系进行应力分析和疲劳评定时作用不同。     

局部受热结构温度场的有限元计算及分析

利用ANSYS对加热炉炉墙进行了稳态有限元热分析.通过对缺陷受热部件的有限元数值分析及计算,得到了受热部件内、外壁面的温度及炉墙内部温度的分布情况.通过数值模拟并应用控制变量法分析了裂纹尺寸与对应的炉墙外侧局部壁面的温度场的响应关系.     

LNG罐区低温管道应力分析

采用CAESARⅡ应力分析软件对LNG罐区低温管道进行应力分析,考虑了重力载荷、温度载荷、压力载荷(内压)、风载荷、地震载荷和水锤载荷等因素,并根据美国标准ASME B31.3对应力载荷类别(一次应力和二次应力)的划分和定义,分别对上述载荷工况下产生的应力进行归类和校核分析。分析结果表明:通过合理调整管道走向和借助弹簧支吊架、冷紧单元等辅助作用,可消除管系应力集中现象,以达到优化管道模型和合理配管的目的。在进行应力分析时,提出了管架处于失载状况下,一次应力校核结果将失效,管系需重新建模、一次应力需再校核等观点;同时,提出了偶然性载荷工况下的许用应力的取值方法。     

烟气脱硫洗涤塔大开孔应力分析及评定

按照某催化裂化装置烟气脱硫洗涤塔塔体设计受载条件下受到的重力、压力、风载荷、地震载荷及温度载荷的组合参数进行了应力场数值模拟。采用实体单元建立洗涤塔有限元分析模型;运用有限元分析软件ANSYS对其温度场、应力场及温度-应力耦合场进行了数值模拟。最后依据JB 4732—1995对计算结果进行校核,结果表明脱硫洗涤塔的设计满足要求。     

煤气发生炉水夹套强度计算

根据热量衡算的结果对水夹套结构整体温度场的分布进行了模拟,并通过有限元计算模型进行了结构的应力分析和强度计算.分析总结了夹套结构安全的影响因素,指出温度载荷可影响设备的正常运行.水夹套应力分布规律可为结构的优化设计提供一定的理论依据.     

焊接等径三通的应力测定

管道系统中有大量的三通部件在工作过程中主要承受内压作用，与此同时，由于管系的自重、温度变化、装配误差、管道位移等原因，使连接三通的支、主管端分别受到各种形式的内、外载荷作用。本文通过对两个φ152mm×20mm焊接等径三通的应力测定，分析了内压载荷下经堆焊加宽方式对三通焊道的补强效果及其应力的分布情况，并做出强度评价。     

焊接等径三通的应力测定

管道系统中有大量的三通部件在工作过程中主要承受内压作用，与此同时，由于管系的自重，温度变化，装配误差，管道位移等原因，使连接三通的支主管端分受到各种形式的内，外载荷作用。本文通过对两上Ф１５２ｍｍ×２０ｍｍ焊接等径三通的应力测定，分析了内压载荷下烃堆焊加宽方式对三通焊道的补强效果及其应力的分布情况，并做出强度评价。     

钢结构模块吊装平衡梁负荷试验及有限元分析

某气化装置钢结构模块吊装平衡梁在实际吊装过程中承受巨大载荷，进行负荷试验可以保障其安全稳定运行。根据载荷内力计算获得平衡梁结构中最大轴向拉力的位置。基于杠杆原理，对平衡梁最大负荷处进行应变测试试验和有限元模拟。试验测点的最大微应变与有限元模拟结果基本一致，最大应力均小于平衡梁结构材料的屈服强度，材料处于弹性变形区状态。负荷试验后焊缝外观完好，试验结果满足钢结构模块吊装的安全及使用要求。为大型化工装置钢结构模块吊装的安全校验提供了一种方法。     

油藏渗流与应力耦合分析中的有限元等效结点力的计算方法

在岩土力学与渗流力学相结合的基础上，建立了油藏渗流与应力耦合作用的数学模型，给出了耦合分析的数值模型和数值求解的思路和步骤。要实现这一耦合分析过程，建立了单元平衡方程，给出了单元等效结点力的计算表达式，对表达式中的自重载荷、孔隙压力载荷、表面力载荷分别进行了分析，并对初应力载荷进行了计算。根据这些计算方法，在建立了单元刚度矩阵、计算了单元等效结点力、形成单元平衡方程之后，将这些方程集合起来，形成总体平衡方程。通过对总体平衡方程求解，即得各结点的位移值及应变、应力场分布。根据有限元的基本理论，建立了油藏渗流与应力耦合分析中的有限元等效结点力的计算方法，为实现油藏渗流与应力耦合分析提供了有效的途径。     

U形管式釜式重沸器的有限元分析

对某U形管式釜式重沸器建立有限元模型进行温度场及应力场分析。结果表明:管板温度场分布存在明显的"表皮效应"现象,使得管板靠近壳程侧布管区表面的较薄一层区域内存在较大的热应力。此应力属峰值应力,为此在疲劳分析时必须计及。此外还分析了管板温度载荷和压力载荷对U形管板产生一次应力与二次应力的机理及应力分布规律,诠释了压力载荷与温度载荷对U形管板应力的叠加状况,指出在U形管板应力分析中对管箱筒体局部应力校核是必要的,且应以一次应力进行控制。     

天然气管道系统地震响应分析

天然气、液化石油气管线系统遭到地震破坏，会引发严重的火灾、泄露、爆炸、污染等次生事故，造成巨大的经济损失和人员伤亡，因而确保这些管系的抗震安全是极其重要的。为此，对一段天然气管道系统的地震激发的动态响应进行了分析。采用有限元建模方法，考虑了管系的复杂支撑、吊架、管系设备、弯头的影响，计算出了三维EIcentro地震激发的管系模态，管系位移、转角响应幅值，以及地震激发的管系模态响应系数。从计算结果看出，地震对管系的动态特性有着重要影响，在管道设计时应该对此加以考虑，并提出了提高管系抗震的措施。     

基于ANSYS的平台波流载荷下动力分析及疲劳分析

介绍了使用ANSYS有限元软件对平台结构进行静力分析、动力分析和疲劳分析的方法。应用ANSYS软件可以直接对波流载荷作用下的平台进行有限元分析，而且建模简单、计算精度高，可以方便地考虑载荷的随机性。根据ANSYS计算得到的应力，应用管节点的热点应力公式得到平台构件实际的疲劳应力，并使用S-N曲线法计算平台构件的疲劳损伤。对实际的平台进行数值计算，计算出的平台位移最大值和响应周期与现场实际测量值基本一致，这说明计算方法和数学模型是正确的。ANSYS有限元软件可以方便地计算平台结构在波浪、海流载荷下的动力响应和疲劳寿命，是进行平台设计和校核的有效工具。