压力容器大开孔补强设计的压力面积法与ASME法的分析比较

针对压力容器两种大开孔的补强计算方法———压力面积法和ASME法 ,分析了两种方法的异同 ,考证了ASME法计算公式的理论依据和由来 ,通过对某容器大开孔结构的两种方法进行计算比较 ,显示了其间的重大差异并由此对大开孔有限元应力分析结果的应力分类评定提出见解。     

压力容器圆筒大开孔补强计算方法

对美国ASME大开孔补强计算方法进行了分析,用有限元法对圆筒大开孔计算截面的应力进行了考证,发现除了ASME给出的、绕圆筒母线的弯矩外还存在一个数值相当的、绕接管母线的弯矩,补充建立了补强环在环平面内弯曲的计算模型,提出一种新的圆柱壳开孔补强的工程计算方法。     

高压蒸汽过热器联箱开孔补强的分析与评定

对安庆石化化肥厂一段转化炉新对流段高压蒸汽过热器联箱开孔补强进行了分析与评定，指出托普索基础设计的壁厚不应按GB150排孔削弱系数进行校核，而应采用等面积法进行补强计算，其结果是在原设计条件下，联箱壁厚不满足等面积补强要求，但满足应力分析方法计算的强度要求。     

基于ANSYS的高压密封容器开孔的有限元计算

针对大型超高压密封容器实体试验成本过高的缺点。本文运用ANSYS软件对大型超高压密封容器开孔进行了三维有限元分析,得出了各开孔在不同气压下的最大应力值,绘制了各开孔相应的危险路径并依照ASME锅炉及压力容器规范进行了强度评定,计算结果表明结构是安全的。这为生产单位提供了详实,可靠的设计数据,也为大型超高压密封容器设计提供了一种新方法。     

对ASME压力容器规范Ⅷ-1大开孔补强计算方法的质疑

关于压力容器大开孔的补强计算,中国的HG20582与欧盟的EN13445基本相同,美国的ASME规范Ⅷ-1附录1—7中的方法与前者有所不同。本刊2004年第3期刊载的“压力容器大开孔补强设计的压力面积法与ASME法的分析比较”一文曾对此进行过讨论。本刊编委福州市煤气公司吴大声高工对ASME计算方法持有异议,撰写了“对ASME压力容器规范Ⅷ-1大开孔补强计算方法的质疑”一文与有关专家探讨。清华大学陆明万教授和中石化工程建设公司桑如苞高工应本刊的邀请撰写了“关于ASME开孔计算中环向弯矩项的来源”一文做出了解释。本刊现将两篇文章一并刊出,希望业内专家进一步切磋交流。     

内压柱壳大开孔率开孔平齐式接管应力分布研究

本文针对内压圆柱壳大开孔率平齐式开孔接管结构 ,进行了三维线弹性有限元应力分析、研究。有限元计算和电测应力分析的结果表明 ,用电阻应变测量方法测量到的是应变片长度范围内应力场的平均值 ,而得不到该区域内的最大应力值 ;以DXF格式文件为中介 ,用数学方法自动生成的有限元计算模型是可靠的 ,能够保证开孔区域内的单元都是比较规整、均匀的六面体单元 ,可以使用不协调位移模式 ,应用这个模型进行有限元分析可以得到内压圆柱壳大开孔率开孔平齐式接管结构的应力集中系数。     

复合材料开孔层合板有限元网格划分方法研究

对复合材料开孔层合板有限元建模过程中网格划分方法进行量化研究。应用参数化的方法建立多种板宽孔径比、多种铺层比例的开孔层合板模型,逐级调整网格密度,计算单轴拉伸载荷作用下孔边最大应力集中系数。根据有限元结果,结合牛顿插值的数值计算方法,模拟出开孔层合板合理的网格密度划分方程。然后,对该网格划分方程下计算的数值解进行试验验证与解析解验证。结果表明,这种网格密度划分方程能有效地降低计算误差,可以在板宽孔径比大于3的复合材料开孔层合板的有限元计算中广泛使用。     

接管纵向弯矩下带补强圈容器极限载荷的参数化分析

带径向接管的圆柱形容器开孔补强结构的极限承载能力主要与3个无量纲参数（开孔率d／D、壁厚比t／T和D／T）有关。为了能够快速地获得该结构的极限承载能力,运用正交试验设计方法,设计了64组不同参数的圆柱形容器模型,利用有限元分析软件ANSYS对各组模型进行模拟计算,求得了在接管纵向弯矩作用下各组模型的极限载荷,再由回归分析法得到了在接管纵向弯矩作用下带补强圈容器极限载荷的回归方程。最后通过试验和有限元计算两种方法进行了验证,证明了回归方程的结果是正确的,并具有足够的精度,可以用于工程设计中快速计算在接管纵向弯矩作用下该结构的极限承载能力。     

大型高压蒸汽阀流量特性的数值模拟

为提高动态工况下某蒸汽阀流量的控制精度,实现开度-流量的精确控制设计,采用CFD方法对其内部流场进行了数值模拟研究,以获取流量系数-开度的关系式。首先利用水介质的计算结果与前期试验结果进行比较,对有限元模型进行了验证。此后,采用蒸汽对不同开度及压差下蒸汽阀内部的流场进行了模拟计算,借鉴节流装置可压缩流体的流量方程式,获得了蒸汽阀流量特性曲线及关系式,并将其结果与理想气体得到的流量系数结果进行了对比分析,结果表明利用理想气体代替蒸汽进行流量特性研究具有一定的合理性。     

乙苯蒸汽过热器的制造

内孔对接焊、内孔搭接焊是乙苯蒸汽过热器制造中的主要困难,我们通过改进焊枪,首先对一台小型模拟换热器进行试验,获得成功,掌握了内孔焊的焊接参数,攻克了乙苯蒸汽过热器的内孔焊这一技术难题,该设备的国产化获得成功。     

开孔分布对萃取机内鼓应力、应变影响的研究

为弄清开孔分布对多鼓式萃取机工作时内鼓应力、应变的影响关系,利用Pro/E建立几何模型。应用ANSYS有限元方法,得到了内鼓在常见几种开孔分布下的应力、应变云图,并进行了结果分析,为多鼓式萃取机内鼓开孔的优化提供了理论参考。     

基于模态试验的排气歧管参数修正研究

对某12V柴油机单侧排气歧管进行模态试验得到试验模态参数,使用ABAQUS软件计算排气歧管的自由模态并与试验结果进行对比。首先,分析了排气管在膨胀连接处干涉偏移量设置和接触刚度对固有频率的影响,结果表明膨胀连接处接触刚度对固有频率的影响较为显著;其次,采用局部到整体的策略,通过调整材料属性和接触设置修正排气歧管有限元模型,修正后的有限元模型振型与试验振型一致,固有频率相差小于10%,得到了满足工程计算需求的有限元模型;最后,开展温度和接触刚度双因素下的排气歧管模态分析,确定了排气歧管连接刚度随温度的修正策略。     

过热器出口集箱失效分析

1　前言某厂一台ＣＧ—5038—ＭＬ2单锅筒自然循环水管锅炉在使用三年后,因过热器内减温器、高温图1　过热器结构示意及蒸汽流程图　　蒸汽过热及高温过热蒸汽出口集箱等的损坏,导致停炉更换,造成很大的经济损失。该锅炉过热器由低温蒸汽过热器、减温器、高温蒸汽过热器及过热蒸汽出口集箱组成,图1为该过热器结构示意及蒸汽流程图。本文主要分析该过热器内高温过热蒸汽出口集箱开裂泄漏的原因。图2　集箱出口端开孔与管接头连接处泄漏补焊外观　　2　集箱的结构与损坏情况高温过热蒸汽出口集箱(以下简称集箱)是一厚壁圆筒,圆筒273×25×4800…     

内压作用下半圆管夹套容器轴向弯曲应力分析

半圆管夹套容器应用广泛,各国规范内压强度公式合理性值得商榷。采用ANSYS软件较为系统地对半圆管夹套容器进行应力分析,得到轴向弯曲应力系数,并与ASME规范进行对比分析。结果表明,计算参数范围内,当筒体壁厚T 9. 5 mm时,ASME规范中得到的轴向弯曲应力系数远大于有限元分析值,ASME规范偏于保守,其内压计算安全裕度过大;当筒体壁厚T≥19. 1 mm且筒体内径D 2 500 mm时,轴向弯曲应力系数有限元计算值与ASME规范值基本一致。进一步对轴向弯曲应力系数有限元计算值进行回归拟合,并对回归方程进行了验证。结果可为非标准半圆管夹套结构内压研究及工程应用提供参考。     

筒体大开孔焊接结构疲劳寿命估算方法

本文根据压力容器大开孔接管处应力测试数据及壳体材料中温静力性能试验结果，对设备在工作温度下的疲劳裂纹形成寿命及扩展寿命进行了估算，为大开孔压力容器的中温疲劳寿命估算提供了一种简便可靠的方法．     

大开孔耐压球壳优化设计

针对大开孔耐压球壳,为降低设计变量维数,采用灵敏度分析完成了设计变量的筛选,设计了参数化的大开孔耐压球壳极限强度求解流程,该流程可实现设计变量样本点的自动连续计算,采用响应面模型将试验设计样本点与响应值拟合得到了大开孔耐压球壳近似模型,建立了大开孔耐压球壳多目标设计优化模型,采用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行了该优化问题的求解,采用最小距离法确定了大开孔耐压球壳优化的设计方案,与初始设计方案相比优化设计方案优化结果明显,为大开孔耐压球壳设计提供了参考。     

受压圆筒矩形大开孔的三维有限元分析与强度评定

本文针对卷染机蒸罐这样一种受压简体矩形大开孔进行了三维有限元分析,发现接管圆角过渡区有若干点的虚拟弹性应力值远大于材料在设计温度下的屈服限。本文依照ASME—Ⅷ——2及JB4732—95《钢制压力容器分析设计标准》的要求,针对受压圆筒——接管结构提出了一种强度评定方法。并对卷染机蒸罐进行了强度评定。     

纯弯曲状态下开圆孔蜂窝梁腹板局部稳定性研究

针对国内尚无蜂窝梁相关规范且国内学者对蜂窝梁在纯弯曲状态下稳定性的研究较少的实际情况,本文主要对开圆孔蜂窝梁在纯弯曲状态下的腹板局部稳定性进行研究,采用有限元软件ABAQUS对腹板开圆孔蜂窝梁进行纯弯分析,因无计算蜂窝梁刚度的相关规范,故以实腹梁刚度计算公式为基础,并根据有限元软件分析结果反算蜂窝梁侧向刚度,以此得到腹板开圆孔的刚度折减系数,同时考虑开孔率和开孔间距,并通过Origin拟合出刚度折减系数的计算公式,得到腹板开圆孔蜂窝梁临界弯矩相应的简化计算公式,利用简化公式计算不同跨度、不同开孔率和不同开孔间距的简支蜂窝梁在均布荷载作用下的弯扭屈曲临界弯矩,并将结果与有限元计算结果进行对比。分析结果表明,简化的腹板开圆孔蜂窝梁临界弯矩计算公式具有较高精度。     

蒸汽发生器人孔焊接密封的螺栓疲劳分析

采用方法简单、操作性好的二维轴对称单元对蒸汽发生器焊接密封结构的人孔螺栓进行疲劳分析,并按ASME Ⅲ-NB标准进行评定。将计算结果进行对比分析,发现螺纹疲劳减弱系数对螺栓疲劳强度的影响非常大。螺纹加工方法和螺纹牙底圆角是影响螺栓疲劳强度的关键性因素。同时,根据分析结果给出了提高螺栓疲劳强度的措施,并针对蒸汽发生器焊接密封结构人孔螺栓给出了处理方法。     

加强中心孔板的DFR及其试验验证

疲劳分析已经成为现代飞机结构分析的重要组成部分,通过有限元方法对有加强开孔板疲劳分析的重要参数——应力集中系数进行了求解,进而求出开孔部位的细节疲劳额定值(DFR)。将有限元计算结果与试验结果进行对比,发现吻合较好,证明了采用有限元方法求解应力集中系数进行疲劳分析是精确可靠的,可以采用该方法对今后同类型试验件DFR值的确定进行预估分析。