球形容器接管环带区的应力集中系数研究

本文对球形容器接管环带区的应力及应力集中系数分布进行了研究:认为球形容器接管环带区的峰值应力及最大的应力集中系数位于离焊缝较近的球壳侧。从实测的接管环带区应力集中系数数据出发,对斜插接管环带区的应力集中系数进行了数值分析,提出了一个可为工程实际应用的估算公式。     

φ480高压球形容器塑性大应变应力分析及研究

本文在测试、爆破试验的基础上,运用轴对称结构塑性大变形问题的有限元法计算程序,研究带接管球壳承压后在接管部位的应力值、最大应力点的位置以及应力集中系数;采用Mises准则计算接管部位的局部屈服应力、接管部位和球壳的全面屈服压力;研究了接管部位和球壳的塑性区扩展情况、弹塑性和塑性阶段的应力分布和应力集中系数。本文还分析了容器的爆破试验和电算理论应力结果,探讨了受内压容器的破坏失效机理及爆破压力的计算方法。     

压力容器与接管邻近处的弹塑性应力分析

一、引言在内压力的作用下,容器接管开孔区的应力状态比较复杂,其应力分布和应力值的大小与开孔大小,壳体和接管的薄膜应力和过渡连接的结构等因素有关。根据国内外大量的应力分析和试验研究证明在内压下壳体从平面的接管内圆角上将出现最大应力,在工作状态时该处出现局部塑性区,该塑性区的范围很小,从接管区的总体来说仍处于弹性范围内。当开孔直     

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。     

球壳大开孔平齐接管补强设计方法评价

为了对球壳大开孔补强结构做出合理安全评价,利用我国现行标准中的补强方法,对D=500 mm,直径厚度比D/T=68、接管与壳体半径比r/R分别为0.5,0.6,0.7,0.8的球壳大开孔结构进行了补强计算,对补强后的球壳大开孔平齐接管结构,选择其高应力区的若干截面,按照"分析设计"方法进行了应力强度评定.结果表明,按极限分析法和压力面积法进行补强后的结构按分析设计可以通过;随着D/δ的增大,接管有效厚度与最小厚度之比g值随之增加;时多数大开孔情况,利用极限分析法补强后的结构更安全.     

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。     

内压作用下圆柱壳周向斜接管结构设计分析

周向斜接管结构应用广泛,但相对于径向和轴向斜接管结构,尚缺乏完整的设计方法研究。采用有限元法较为系统地计算了不同结构参数下受内压圆柱壳周向斜接管结构的弹性应力,绘制了不同开孔参数下等效薄膜应力及等效薄膜加弯曲应力集中系数Km,K图。研究结果表明,内压下圆柱壳周向斜接管结构的等效薄膜应力及等效薄膜加弯曲应力集中系数均低于同参数时的圆柱壳径向接管结构,周向斜接管有限元解与Mershon公式得到的结果存在一定差异。该研究结果可为内压作用下周向斜接管结构工程设计提供依据。     

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。     

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。     

球壳大开孔内伸接管补强分析

球壳大开孔的补强设计中,相比于压力面积法和ASME法,有限法更直观和快速。建立一系列有限元模型,利用应力强度评定的方法,分析球壳大开孔内伸接管补强中接管内伸长度以及接管与球壳壁厚比t/T对补强效果的影响,结果表明:随着接管内伸长度的增长,局部薄膜应力逐渐减小,弯曲应力逐渐增大,一次应力加二次应力则先减小后又增大;随着接管厚度增加,局部薄膜应力、弯曲应力、一次应力加二次应力都逐渐减小,但减小的幅度下降;在模型下,接管内伸长度h2≤80mm、接管与球壳壁厚比1.5≤t/T≤2.7时,补强效果良好。     

一侧有圆角过渡的矩形截面悬臂梁应力集中系数的计算

一侧带有圆角过渡的矩形截面悬臂梁受力时，圆角处存在应力集中现象。应力集中系数一般由实验确定或由弹性力学方法求出。文中通过对构件圆角处应力的分析，应用材料力学方法，推导出一种计算应力集中系数的方法，比弹性力学方法简便，并与实际相符。     

不同沟槽棱圆角半径对带挡环的O形圈密封的影响

O形圈密封沟槽棱圆角有利于O形圈和挡环的安装,防止O形圈或挡环被锐边划伤而影响密封可靠性,且沟槽棱圆角半径对O形圈密封性能也有较大影响.以沟槽棱圆角半径为变量,利用有限元分析软件建立有、无挡环配合使用2种O形圈密封结构的二维轴对称模型,分析在35 MPa介质压力下静密封和动密封2种密封状态下O形圈密封性能,比较不同半径...     

球壳大开孔接管结构参数对连接处应力分布的影响

对不同开孔率和不同厚度比的一系列于壳大开孔平齐接管结构进行了有限元分析，得出了不同开孔率及厚度比与连接处应力集中系数之间的关系曲线。为验证分析方法的可靠性，对结构ri/Ri=0.6，t/T=1.5的模型容器作了应力测试。两种方法所得的结果基本吻合。     

重载板梁结构弱翼缘贴角焊缝的可行性研究

重载桥式起重机板焊接主梁翼缘与腹板间焊缝受力复杂,对该焊缝进行合理设计是结构承载安全的关键之一。对于800 t桥式起重机主梁翼缘板厚51 mm、腹板厚16 mm时其间焊缝采用比国内标准推荐值小很多的8 mm单边贴脚焊缝的情况,通过用有限元子模型方法分析了焊缝应力分布,得到了较精确应力分析结果。子模型分析通过了壳-壳子模型验证整体模型网格疏密的精度。通过对壳-体子模型加接触分析,对焊缝进行了网格加密精确分析,验证了较厚翼缘板和较薄腹板焊接时采用更小焊脚尺寸角焊缝的可行性。该分析结论可以引导相似条件时设置弱单边贴角焊缝,以减少焊接量降低制造成本。     

A study on stress analysis of orthotropic composite cylindrical shells with a circular or an elliptical cutout

The stress analysis on orthotropic composite cylindrical shells with one circular or one elliptical cutout subjected to an axial force is carried out by using an analytical and experimental method. The composite cylindrical shell governing equation of the Donnell's type is applied to this study and all results are presented by the stress concentration factor. The stress concentra-tion factor is defined as the ratio of the stress on the region around a cutout to the nominal stress of the shell. The stress concentration factor is classified into the circumferential stress concen-tration factors and the radial stress concentration factors due to the cylindrical coordinate of which the origin is the center of a cutout. The considered loading condition is only axial tension loading condition. In this study, thus, the maximum stress is induced on perpendicular region against axial direction, on the coordinate. Various cutout sizes are expressed using the radius ratio,, which is the radius of a cutout over one of the cylindrical shell. Experimental results are obtained using strain gages, which are attached around a cutout of the cylindrical shell. As the result from this study, the stress concentration around a cutout can be predicted by using the analytical method for an orthotropic composite cylindrical shell having a circular or an elliptical cutout.     

基于基础沉降监测的在役大型油罐寿命预测技术

为了提高在役大型油罐的安全性能，分析了大型油罐发生疲劳破坏的主要根源是大角焊缝区域的应力集中，并介绍了一种新的模拟底板与基础相互作用的有限元计算模型和计算底板应力的数值方法。给出了由基础实测沉降量计算大角焊缝区域峰值应力的详细步骤，以及评定大型油罐剩余寿命的预测方法，为大型油罐的安全评定提供参考。     

齿根过渡圆角处应力的分析计算

分别用传统的材料力学的方法计算了在齿轮设计过程中，轮齿齿根处弯曲应力和在同样的条件下，用有限元方法分析了不同齿根过渡圆角齿形的齿根剖面上各点以及过渡圆角处各节点的应力值。此结果和方法为选择正确的应力集中系数，得到适合于各种具体场合的优化齿形以及进一步进行齿根过渡圆角的优化设计提供可靠的帮助。     

冲击载荷下小模数齿轮动态应力研究

以冲击电钻小模数变速齿轮为研究对象,采用有限元方法研究,冲击电钻在堵转时所引起的不同的冲击载荷和冲击时间,对小模数齿轮齿根动态应力的影响,并分析比较在相同的静载荷作用下的静应力状态,以及不同的齿根过渡曲线对齿轮强度的影响。