基于热结构耦合技术的制氢变换炉卸料口接管强度研究

以制氢变换炉卸料口为研究对象,采用热结构耦合方法,计算斜接管与筒体连接处的应力强度。通过对比不同角度斜接管的应力强度,得到斜接管的最优角度。对接管连接处作不同半径的倒圆角后可知:随着倒角半径的增大,斜接管与筒体连接处的最大应力值显著降低。     

内压圆筒斜接管的强度研究与应力评定

以内压圆筒斜接管为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,通过改变筒体内径、接管内径、筒体厚度、接管厚度、接管与筒体夹角5个参数,考察其对圆筒轴向斜接管开孔接管区最大等效应力的影响,并对其进行应力安全评定。结果表明,随着接管内径、筒体内径的增大,最大等效应力呈增大的趋势;随着接管厚度、筒体轴线与斜接管轴线的夹角、筒体厚度的增大,最大等效应力呈减小的趋势;通过应力集中系数的计算,可以控制接管内径和夹角θ=75°～90°减小应力集中系数。所得结论对压力容器设计提供借鉴作用。     

压力容器中边缘应力和局部高应力叠加影响研究

对压力容器中开孔接管靠近筒体与封头连接处的结构模型，采用有限元应力分析法分析筒体与封头连接处边缘应力和接管与筒体相贯区局部高应力叠加影响规律，通过建立不同的模型（开孔率不同，开孔和筒体与封头连接处距离不同）进行对比。结果表明，两种应力会相互影响，且开孔率越大，相互影响越大。当开孔率达到0.52时，接管与筒体相贯区的一次局部薄膜应力受筒体与封头连接处边缘应力的影响会增大10.27%，封头过渡区的一次局部薄膜应力受接管与筒体相贯区高应力的影响会增大18.8%。     

压力容器开孔接管区应力的有限元分析

为了满足工艺过程的要求,压力容器必须开孔接管,从而使开孔接管区的应力状态非常复杂,成为压力容器的高应力区之一。论文采用ANSYS Workbench软件对压力容器筒体上正交接管和切向接管的应力进行了分析比较。结果表明:筒体上正交开孔接管的最大应力强度比切向相同内径的开孔接管的要小。     

不同方向推力作用下容器壳体接管部位局部应力计算和分析

为了研究不同方向的管道推力对筒体与接管连接部位强度的影响,通过一个实例,应用有限元理论和方法,建立筒体与接管连接部的数值计算模型,借助ANSYS有限元软件对筒体与接管连接部的的局部应力进行计算,在计算结果的基础上,对筒体与接管连接部强度进行分析。     

压力容器中具有斜度的切向接管的数值模拟和结构优化

利用ANSYS 14.0有限元软件,对具有不同倾斜角度的切向接管进行有限元分析,得到了应力随着倾斜角度变化的情况;并在此基础上,研究了接管与筒体连接处的内侧倒角半径大小、接管厚度与筒体壁厚的比值对应力的影响,以期进行适当的结构优化。     

基于有限元的压力容器开孔接管区的应力分析及优化设计

采用有限元法研究开孔接管区域的应力分布规律,对危险区域进行应力强度评定。结果表明:开孔接管区域应力分布复杂,梯度变化明显;最大应力发生在筒体与接管连接区域的内侧且对称分布,是筒体失效的最危险区域。在保证压力容器安全运行的工况下,对容器的结构进行优化设计,分析计算得到容器的最优解,保证容器高效安全运行的同时降低制造成本。     

接管及补强结构在外载荷下的弹性应力

对6台不同d/D比的圆筒形压力容器进行了接管外载荷作用下的试验研究,考察开孔-接管区的变形及其应力分布。结果表明,孔边的应力集中具有明显的局部性,补强圈补强结构有效地改善了筒体-接管区的应力分布情况,横向截面为危险截面。     

周向斜接管容器弹性应力的试验

采用电测试验法对具有正交接管及25°周向斜接管圆柱形容器在接管横向弯矩载荷作用下的强度性能进行了研究.实验考察了模型的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力比等.试验结果表明,容器在接管横向弯矩作用下,筒体-接管横向截面为危险截面,横向截面受拉侧根部为最危险点;正交接管容器J1的应力比与分别承受2种方向接管横向载荷的25°周向斜接管容器J2和J3的应力比相比,模型J2的应力比最大,J1的应力比次之,J3的应力比最小.     

内压容器筒体与大接管相贯区的应力强度评定

针对内压容器筒体开有大直径孔后会产生很高的应力集中这一问题,采用有限元方法计算了具有同一开孔率但有不同接管与筒体直径比的压力容器结构的应力分布,并在应力危险截面选择了5条应力处理线进行了应力强度评定。结果发现,5条应力处理线中处理线c的一次局部薄膜应力分量SⅡ最大;而一次应力加二次应力SⅣ的最大值则随t/T的大小体现在不同的处理线上,故SⅣ的评定应针对各处理线进行。在笔者的算例中,4种t/T结构中只有t/T=1.0的结构可满足应力分析设计准则要求。