管道开孔接管和三通设计及应力分析

通过对管道开孔接管和三通设计研究及有限元应力分析,获得了内压作用下的管道开孔接管和三通的应力分布特性.同时,对管道开孔接管和三通的结构尺寸进行了探讨,讨论了各参数的变化对管道开孔接管和三通应力的影响,得出了一些有价值的结论,达到了为管道开孔接管和三通设计和制造提供参考的目的.     

高压筒体大直径双开孔补强分析及优化设计

针对工程上高压容器筒体大开孔产生较大应力集中的问题,以某高压容器筒体开大直径双孔结构为研究对象,采用应力集中系数K表征开孔对筒体造成强度削弱的程度,基于有限元方法分析了圆角半径、3个无量纲参数(开孔率d/D、接管与筒体厚度比t/T、筒体径厚比D/T)、接管间角度α和中心距L对应力集中系数K的影响。并按照GB/T 150.3—2011中分析法初步设计厚壁接管补强结构,进行响应面优化分析得到最优方案,在满足强度要求的情况下,实现了设备质量的减轻。结果表明：开孔率d/D>0.6时,需要考虑双开孔对应力集中的叠加作用;接管排布角度在30°～90°之间会在一定程度增大应力集中;厚壁接管结构中,筒体厚度T及接管补强段厚度t对应力集中影响程度较大。本研究得到了各参数对应力集中的定量化影响规律,可为大开孔接管设计与排布提供参考依据。     

离心机开孔转鼓应力模拟计算与研究

采用有限元方法模拟计算了按等边三角形排布开孔的转鼓应力,讨论了开孔直径、鼓壁厚度、孔桥宽度以及转鼓半径等因素对鼓壁环向应力的影响情况.通过进一步计算研究得到了最大薄膜应力出现时孔桥宽度与开孔直径的关系曲线,为工程实际中转鼓开孔问题提供了计算依据.     

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。     

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。     

环肋圆锥壳开孔应力特性分析

以圆柱壳正交开孔的理论分析为基础,研究圆锥壳开孔中具有环肋的圆锥壳开孔应力特性,为圆锥壳开孔设计提供理论依据。     

圆形筒体小间距大开孔结构的应力分布

采用有限元分析计算方法对受内压圆形简体小间距大开孔结构的应力分布进行了系列的分析、研究,探索结构应力随开孔率、孔间距及开孔位置等因素的变化规律,弥补了《水管锅炉受压元件强度计算》标准在该方面的缺陷。     

压力容器接管部位的可靠性设计研究

使用ANSYS软件对某压力容器筒径,不同开孔直径壳体,共3个模型的开孔接管部位进行分析设计,同时提出最弱环模型对接管部位应力强度进行可靠性评定。研究结果表明,在接管需要补强时采用补强圈或厚壁接管补强,均可有效地改善孔边应力集中;随着开孔率的增大,厚壁补强接管部位的可靠性大于等面积补强法所得结果;最后提出厚壁补强时合适的可靠度取值。     

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。     

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。     

异种钢锥壳径向接管开孔结构强度研究

锥壳接管开孔结构是压力容器常见结构。考虑开孔率和材料的强度匹配的影响,对异种钢锥壳径向开孔接管结构强度进行研究。根据GB150-2011中等面积法确定接管壁厚,在此基础上,按照JB4732-1995(2005确认)和极限载荷法分别进行强度评定,并对比评定结果指出不同设计方法安全裕度的不同。研究表明,开孔率和材料的强度匹配显著影响锥壳径向接管开孔结构强度。与应力分析法及极限载荷法比较发现,对于较低强度匹配和较大开孔率的锥壳径向接管开孔结构,采用等面积法设计没有足够的安全裕度,为此类结构的设计和强度研究提供了借鉴。     

压力容器开孔补强的快速判别法

在压力容器设计过程中,为了使设备能够进行正常的工艺操作,满足容器制造、安装、检验及维修等要求,在壳体和端盖上往往需要有各种开孔并联接接管,例如:物料进、出口,测量和控制点,视镜、液面计孔,人孔和手孔等,所以,在压力容器上开孔是不可避免的。容器开孔以后,不仅整体强度受到削弱,而且还因开孔引起的应力集中造成开孔边缘局部的高应力,加上接管上有时还有其它的外载荷,而开孔结构     

筒体大开孔结构的应力分析设计法

筒体大开孔结构的应力分析设计法哈尔滨市化工学校徐毅一、筒体大开孔结构的应力分析设计法内容本文提出的筒体大开孔结构的应力分析设计法，其基本指导思想是：根据ＡＳＭＥ应力分类准则，利用三维有限元的应力计算结果，寻找最大应力点并确定应力处理线，用最小二乘法拟...     

卧式螺旋卸料过滤离心机转鼓开孔削弱系数的研究

开孔转鼓是卧螺离心机的主要部件,转鼓开孔后强度会削弱,因此,对于转鼓开孔削弱系数的分析研究是十分必要的。利用有限元分析软件ANSYS10.0对开孔转鼓进行参数化建模、网格划分、施加对称约束,然后进行强度应力分析,研究开孔转鼓强度应力的变化规律,转鼓开孔处会产生应力集中,最大应力也出现在开孔的位置。通过节点应力对比的方法,研究转鼓开孔后强度应力变化规律,获得产生的最大强度应力的数值和节点M的坐标,在未开孔转鼓体上找到与节点M坐标相同或者最接近位置点的Stress intensity值,通过对比方法获得转鼓开孔削弱系数。     

基于有限元方法的圆筒接管壁厚设计

结合我国压力容器分析设计标准JB4732-1995,采用有限元方法(FEM)对圆筒形容器的开孔应力集中及满足强度要求的接管最小壁厚进行分析。分析结果表明,开孔造成的应力集中系数处在3~10之间,并随着开孔直径d和简体内径D的增加而增加;通过采用不同路径分析得到的结果进行对比发现,传统的分析路径偏于保守,标准GB150-2011推荐的应力评定路径分析结果更接近生产实践,有限元分析方法可以方便、可靠地用于圆筒形容器的开孔设计。     

吸附器封头开孔接管结构应力分析与优化设计

吸附器封头开孔接管结构在吸附工况下,由于几何不连续性会导致局部出现高应力集中,使得开孔区域成为吸附器强度失效破坏的危险部位,所以对吸附器封头开孔接管区域进行强度分析与优化设计具有重要工程意义。传统压力容器设计方法为了保证设备平稳运行,往往通过增加容器壁厚来满足强度要求,设计的容器壁厚较大,质量过重。利用ANSYS Workbench有限元软件,对吸附器封头开孔接管结构进行应力强度分析,建立相应优化模型,通过Workbench响应曲面多目标优化,结合遗传算法对封头开孔接管结构进行优化。以最大应力满足强度设计标准为约束,质量最小为优化目标,给出优化设计后结构尺寸及对应的封头接管质量和最大应力。结果发现,对于封头和接管过渡区出现的最大应力,通过优化封头壁厚、接管壁厚和封头曲面深度三个变量,能够使最大应力在满足强度要求条件下,封头壁厚从34 mm减至24 mm,接管壁厚从30 mm减至26.8 mm,封头整体质量从446.7 kg减至359.7 kg,封头质量减轻近20%,封头整体结构得到有效优化,生产成本明显降低。     

医用高压氧舱矩形大开孔三维有限元计算和强度评定

利用三维有限元软件ANSYS对 2 2 0 0的医用高压氧舱矩形大开孔结构进行有限元分析 ,得到该设备大开孔应力分布状况和最高应力水平 ,并根据JB4 732— 95《钢制压力容器———分析设计标准》规定的设计准则 ,对此大开孔结构进行强度评定     

组合载荷作用下开孔接管结构强度性能的研究

带接管内压圆柱形容器通常受到内压与接管弯矩的组合作用,接管弯矩会影响内压圆柱壳开孔接管结构的强度性能。在内压与接管弯矩组合作用下,对4台具有不同开孔率的带径向接管圆柱壳容器开孔接管结构强度性能进行试验研究和有限元分析,考察内压与接管纵向弯矩、内压与接管横向弯矩组合作用下容器开孔接管区弹性应力分布、应力集中、开孔接管结构的变形规律及塑性极限载荷等。结果表明,载荷大小相同时,横向弯矩作用产生应力增量较纵向弯矩作用产生应力增量大,横向弯矩对内压容器开孔接管结构强度较危险。内压作用在开孔接管区纵向截面产生应力增量较横向截面应力增量显著。较小值的内压作用可减缓开孔接管结构弯矩作用下的变形,内压能降低开孔接管结构的纵向极限弯矩,较小内压能增加开孔接管结构的横向极限弯矩。     

新型快开人孔装置的有限元优化设计

应用有限元分析技术 ,对新型的快开人孔装置进行优化设计 ,给出了在各预紧力下O形密封圈的形变及构件的应力值 ,从而确定该装置的相应尺寸 ,达到优化设计。该结构节省材料、减轻重量、操作方便、具有明显的经济效益     

关于压力容器开孔补强的几点说明

论文分析说明了不同壳体上的开孔，开孔直接的确定准则，论述了常用开孔补强结构型式（即补强圈补强和整体补强）的补强效果：整体锻件补强优于厚壁管补强优于补强圈补强型，并给出了两种补强结构的适用范围。