基于 ANSYS 的接管许用外载荷的计算

确定接管的许用外载荷,是压力容器及管道设计中的难点。借助有限元分析软件 ANSYS,对一换热器封头处的接管连接结构进行三维有限元强度计算。为求得该结构的许用外载荷,以安定性原理为基础,通过在管口3个不同方向上施加外力及外力矩,得到外载荷对各部位一次加二次应力强度 SⅣ的影响规律。从而估算出各个方向可单独承受的外力及外力矩,以确定危险外力和外力矩组合,进而得到该结构的组合承载能力。此种计算及处理方法值得同行业借鉴。     

联合静载荷下椭圆封头接管结构的强度校核新方法

依据俄罗斯压力容器国家标准--ГOCT P 52857-2007,对承受压力载荷、接管轴向力和接管弯矩载荷的椭圆封头中心部位开孔结构进行联合载荷下的强度校核计算。此外,运用ANSYS软件对该结构进行了有限元分析。通过比较和分析,验证了该规范所述联合载荷下的强度校核方法简单安全可靠,在实际工程中可广泛借鉴和使用。     

补强圈与筒体间隙对开孔补强结构强度的影响

在评定压力容器开孔补强结构强度时,经典薄壳理论未考虑补强圈与筒体间隙,而间隙却在实际结构中存在。设筒体承受不同的内压值、接管上承受不同的轴向力,应用有限元软件的接触算法对压力容器开孔补强结构进行了静强度与疲劳强度评定,考察了不同间隙值对强度的影响,同时也计算了未考虑接触时的结果作为对比。结果分析表明:在接管有正向轴向力存在的情况下有必要考虑接触,而补强圈与筒体之间间隙大小在评定开孔补强结构静强度与由内压或者轴向变载引起的疲劳强度时的影响可以忽略。     

内压和复合力矩下圆筒周向开孔的强度研究

GB 150仅能计算压力容器承受内压和外压的情况,并未涉及接管端面实际所承受的复合力矩作用效果。以工程应用中的圆筒周向开孔接管结构为研究对象,采用三维实体有限元法,运用ANSYS软件,在施加了内压和复合力矩的情况下,对其进行应力计算与强度评定,分析结果表明强度满足要求,可以安全使用。另外,与模型仅受内压的情况进行分析对比,探讨复合力矩对开孔接管产生的影响。     

带支架压力容器圆筒开孔接管的有限元分析及结构改进

由于开孔破坏了压力容器原有结构的连续性,因而在接管与壳体连接区域产生了明显的应力集中,加上管道外载荷的影响,使之成为整台设备最薄弱环节。本文研究的接管承受了接管外载荷和另外一台设备重量,所以设计时加入了支撑结构来减小接管处的应力,而常规方法很难考虑支架对接管应力水平所起的作用。因此,基于ANSYS软件中APDL语言建立了带支架压力容器圆筒开孔接管的有限元模型,对该结构在内压、接管外载荷以及设备自重作用下进行了强度分析,基于JB 4732—1995标准对其进行了安全评定,提出了满足强度要求的改进结构,为工程上此类结构的设计提供了一定参考依据。     

压力容器接管的最佳设计

一、前言在化工、宇航及原子能等工业中所用的球形压力容器上,或圆筒压力容器的球形封头上,由于各种需要,往往要开孔与圆柱形接管径向相连。计算和测试都表明,在内压作用下,与未开孔的球壳相比,由于接管的存在,使球壳与接管连接部位的经向和纬向应力都大为提高(图1)。球壳在未开孔时只承受薄膜应力。     

接管外载荷作用下补强圈结构的应力分析

本文对接管外载荷在具有补强圈补强的圆筒压力容器中引起的局部应力进行了试验研究及有限元分析。三台具有不同d／D比的模型容器的研究结果表明，无论在接管轴向推力还是在接管纵向弯矩及横向弯矩的作用下，补强圈的补强效果是明显的。它使接管区容器上的应力明显降低。研究结果同时表明，由接管横向弯矩在容器横向截面内产生的应力比同样大小的接管纵向弯矩在容器纵向截面内产生的应力大得多。     

反应堆压力容器接管安全端超声检查装置设计研究

针对反应堆压力容器接管安全端焊缝超声检查装置进行了总体结构设计,设计的吊装机构解决了偏心吊装问题,轴向拉伸机构提高了设备安装效率,轴向与周向定位方法保证了超声检查定位精度与重复定位精度。该检查装置独立携带多超声托盘实施接管安全端超声检查,能与大型压力容器检查装置并行工作,可为压力容器接管安全端超声检查提供一种高效、安全的接管安全端焊缝超声检验方式。     

压力容器开孔接管区的有限元分析和实验研究

根据对压力容器正交和切向开孔接管区进行的有限元分析,获得容器筒体、接管及其连接部位的应力分布结果,利用电阻应变测试技术进行现场测试。结果表明,压力容器开孔接管产生明显的应力集中,各类应力的最大值发生在接管与筒体连接处,是筒体失效的危险区域;与压力容器正交开孔接管相比,压力容器切向开孔接管的应力分布更趋复杂,有更明显的应力集中。     

环带区含表面裂纹的接管部位的应力分析

一、引言接管是压力容器部件中最基本的结构形式。国内外压力容器典型事故分析表明,压力容器失效发生在容器——接管的相贯处的几率最大。接管区是容器最危险的部位。循环应力实验表明,疲劳裂纹最先在该区形成。国内外对压力容器接管区的研究较多,也     

Limit analysis of a pad reinforced flush nozzle in a spherical pressure vessel

Using the one moment limited interaction shell yield surface and a three hinge-circle mechanism, the limit pressure is found for a flush radial cylindrical nozzle in a spherical pressure vessel where the vessel near the intersection is reinforced by a pad. The pad is welded to the nozzle/vessel junction and at its outer circumference to the vessel.The limit pressure is calculated for a range of geometrical parameters including, in particular, the length of the pad measured along the circumference of the vessel from the nozzle/vessel junction.A lower bound and an approximate upper bound to the limit pressure are calculated.     

压力容器接管与壳体装焊的质量控制

分析了压力容器接管与壳体组装结构对压力容器安全运行的影响。论述了接管与壳体组装与焊接过程中质量控制的重要性及质量控制要素。最终获得能够满足使用要求的接管与壳体焊接接头。     

A design procedure based on limit analysis for a pad reinforced nozzle in a spherical pressure vessel

A limit analysis of a pad reinforced flush nozzle in a spherical pressure vessel has been published previously. A procedure for the design of a pad reinforced nozzle is proposed using the analysis and based on equating the limit pressure to the vessel test pressure. Design charts are presented for the case where the length of the reinforcing pad is that required to achieve the maximum limit pressure for a given set of dimensional parameters and also for the case where the length of the reinforcing pad is the minimum specified in present design codes. In all cases the amount of pad reinforcement required is greater than that for integral reinforcement using the same design principles.     

接管轴向外力对内压容器应力分布的影响

根据容器分析法设计的原则,通过采用有限元分析接管部位外部载荷对应力分布的影响,给设计者提供了一个定性判断接管部位外部载荷的参考依据。     

斜接管道结构在内压作用下塑性极限载荷的有限元分析方法研究

采用有限元方法,建立了斜接管压力容器结构在内压作用下的数值模型,并将不同载荷下管道的热点应力分布与现有文献实验结果进行了比较,两者吻合较好,验证了该计算方法的可靠性。对于正交接管利用两倍弹性斜率、切线交点和零曲率极限载荷准则获得斜接管道失效的极限内压;并将正交接管的极限内压与Cloud以最大有效应力达到屈服时对应的理论上极限内压值进行比较,结果表明：两倍弹性斜率与切线交点极限载荷准则在预测极限内压时偏于保守,零曲率准则对确定斜接管压力容器的极限载荷比较恰当。然后利用零曲率准则确定斜接管压力容器的极限载荷,采用控制单变量变化的方法,分别分析了接管中心线与简体中心的夹角、接管与筒体直径之比和筒体厚度与直径之比对极限载荷的影响,最后综合考虑这些因素的影响,得出了斜接管压力容器极限载荷的近似计算式。提供的分析方法为压力容器的设计及安全性评定提供了一种新途径。     

相贯线处含穿透裂纹接管的补强研究

由于含缺陷容器在补强下的安全评价对在役压力容器的使用有重要的意义,使用ANSYS软件,采用三维有限元方法,对带补强圈含肩部穿透裂纹接管在内压作用下结构的应力进行计算和分析。研究表明,在弹性范围内,此结构的最大Mises应力与内压呈线性关系,且结构最大Mises应力的位置为接管腹部下方容器和补强圈的焊接处。在内压一定的情况下,此结构的最大Mises应力比带补强圈无缺陷接管的应力大,比无补强圈无缺陷接管的应力小。此结论能够指导实际工程中对此类缺陷的补强和评定。     

组合载荷作用下碟形封头的稳定性分析

对于受外压和局部载荷联合作用下的压力容器封头稳定性设计问题,以低温液化气体储罐的外筒体为例,采用有限元方法,对受外压及支座反力作用的碟形封头进行了线性和非线性稳定性分析,计算了封头的临界失稳外压和临界失稳轴向力并考察了支座垫板的作用。结果发现对于常见的3支座或4支座,支座的存在对封头的临界失稳外压几乎没有影响;封头因外压发生失稳和因轴向支座反力发生失稳是互相独立的;支座上有无垫板对封头的临界失稳外压影响不大,但垫板能够提高封头的临界失稳轴向力。此外,为便于工程设计,给出了不同直径和厚度的碟形封头临界失稳支座反力。     

The influence of spraying parameters on grinding performance for nanofluid minimum quantity lubrication

To reduce the usage of grinding fluid, nanofluid has recently been applied to grinding process with minimum quantity lubrication (MQL) technique. In this study, surface grinding of hardened AISI 52100 steel under different spraying parameters was carried out. Grinding performance was investigated and compared in terms of grinding forces, surface roughness, and grinding temperature. Experimental results show that the MQL nozzle spraying direction has important effects on the application of the nanofluid mist, and then on the lubrication and cooling of the grinding zone. It is found that an optimal grinding performance can be obtained when the nozzle is positioned angularly toward the grinding wheel. Furthermore, it is shown that air pressure and spraying distance are also critical in order to enhance the nanofluid mist to be penetrated into the grinding zone. Grinding forces, surface roughness, and grinding temperature are decreased with the increase of air pressure, and grinding performance in shorter spraying distance is better than that in longer spraying distance. The influence mechanism of the spraying parameters on the grinding performance was discussed.     

容器管嘴在CAESARII中的建模方法比较分析

对一运行状况良好的容器管路系统,假设容器管嘴为刚性连接,或者运用局部应力计算公报WRC297计算容器管嘴的刚度,或者用有限元分析方法 FEA （Nozzle Pro/FE pipe ）计算容器管嘴的刚度,分别在CAESARII中建模。对容器管嘴的载荷进行分析比较,发现假设为刚性连接时载荷最为保守,采用WRC297计算的刚度进行建模时载荷有所下降,而采用由FEA计算的刚度进行建模所得到的载荷是最为接近实际情况的。由此提出了一种合理有效的容器管嘴局部应力分析方法,增加了CAESARII中容器管嘴模拟的准确性和可靠性。     

The reinforcement of a plastically deforming spherical pressure vessel containing a cylindrical nozzle

The results of limit analysis calculations to determine the collapse pressure of a flush cylindrical nozzle in a pressure vessel carried out by Gill are used to design a reinforced cylinder-sphere shell intersection. The results of tests carried out on unreinforced and reinforced intersections are presented and it is shown that Gill's results provide a satisfactory means of design.