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。     

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。     

补强圈与筒体间几何间隙的影响—接管弯矩作用下

本文对接管弯矩作用下补强圈与简体间几何间隙对补强区局部应力的影响进行了试验研究和有限元分析。研究结果表明,在接管弯矩(包括纵向弯矩M_L,横向弯矩M_(?))作用下,补强圈的补强效果是明显的,它使开孔—接管附近的应力集中明显下降;由接管横向弯矩M_(?)在简体横向截面(θ=90°～270°)内产生的应力比接管纵向弯矩M_L在简体纵向截面(θ=0°～180°)内产生的应力高。同时表明,对接管弯矩截荷而言,补强圈与容器筒体间的几何间隙大小对简体上应力的大小及分布没有明显的影响。     

压力容器的开孔补强圈技术

介绍了压力容器的开孔补强圈厚度、结构的选取及其焊接工艺。     

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     

基于塑性极限分析的球壳开孔接管整体补强设计方法

在塑性极限分析的基础上，本文提出受内压球壳开孔接管的一种整体补强设计方法。该方法不仅适用于三种整体补强形式：平齐接管补强，内伸接管补强以及密集补强，而且适用于大开孔情况（ｒ／Ｒ≤０．８）。与ＰＶＲＣ及ＡＤ规范的比较证明本方法是合理和可靠的。     

接管纵向弯矩作用下补强圈与壳体间的接触行为

在应用薄壳理论对压力容器开孔补强结构进行分析时 ,常常假设补强圈与壳体间没有接触 ,对于该假设的合理性并没有相应的依据。本文采用ANSYS软件提供的非线性有限元技术模拟了纵向弯矩作用下补强圈与圆柱壳体间的接触行为 ,分析了接触行为对整个结构最大应力的影响 ,考察了接触变形和接触压力的变化 ,同时还分析了补强圈与壳体之间的间隙变化及不同d/Di 值对接触压力的影响     

国外关于圆柱壳开孔接管问题的研究概况

1.引言圆柱壳开孔接管是在压力容器设计中最常遇到的问题之一。通常可分为两种情况:容器开孔接管与大型管道三通(T型、Y型等)。无论何种情况,一般说来,结构所承受的载荷(此处尚未涉及温度应力)应包括:(1)内压;(2)作用在接管上的外载荷,可以分解为三个     

单个开孔补强计算的简化

压力容器开孔引起的应力集中可采用补强圈补强的方式来减小,由于补强圈补强结构简单、材料易得、制造容易,具有一定的补强效果,故应用相当广泛。补强圈补强计算依据的是等面积原则,即处于有效补强区内可起补强作用的金属截面积Ａ应该等于或大于开孔所削去的壳体承受压...     

球壳开孔接管的分析设计方法及其试验验证

本文给出了适用于各种开孔率情况下球壳开孔平齐接管与内伸接管的应力分析与补强设计方法。对七个试件给出了实验结果,其中包括四个不同开孔率的球壳开孔平齐接管与二个内伸接管试件以及一个椭球壳开孔平齐接管试件。这些实验结果证明本文提出的方法是合理、可靠的。本文还给出了该方法与PVRC方法、AD方法的比较,说明在大多数情况下用本方法得到的补强厚度可比PVRC方法减薄,并比AD方法有充分的安全依据。     

压力容器简体与补强圈间接触特性的研究

在应用薄壳理论对压力容器开孔补强结构进行分析时，常常假设补强圈与壳体间没有接触，对于该假设的合理性并没有相应的依据。文中采用ANSYS软件提供的非线性有限元技术，分别模拟内压、接管横向、纵向弯矩作用下补强圈与圆柱壳体间的接触行为。分析与试验数据表明，有限元接触分析能很好预测补强圈的应力场，同时对补强圈与简体之间的间隙量及开孔率对接触的影响也作了初步探讨。     

平盖开孔补强计算的讨论

通过对平盖开孔外加补强元件补强的分析，认为外加补强元件补强所需最小补强面积的计算公式不仅适用于补强圈补强，也适用于厚壁管补强。     

接管纵向弯矩作用下容器补强结构弹性强度

对接管纵向弯矩作用下圆柱形容器开孔补强结构的弹性应力分布及应力集中进行了试验研究,并用有限元分析软件ANSYS进行了数值计算.针对3台具有不同d/D比的接管及标准补强圈补强的圆柱形容器进行这项研究.研究结果表明,筒体和接管纵向截面两侧的应力分布都呈现一定的反对称性,应力集中的范围十分有限,有限元数值模拟结果与试验结果基本吻合.     

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。     

整体式接管补强的制造

整体式接管补强多用在疲劳容器上,接管上面的鞍形补强段同时也是壳体的一部分,接管与壳体焊接接头为对接接头,受力情况好,但是接管上的补强部分与壳体的相贯面是一个三维曲面,采用普通机械加工方式无法实现。本文通过建立数学模型,进行数学分析,编制数控加工程序的方式在加工中心机床上实现了曲面的数控加工,同时对铣削过程进行了误差分析。     

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。     

接管纵向弯矩下带补强圈容器结构的极限分析

极限分析更能反应结构的性能,进一步发挥材料的潜能,利用试验研究和有限元模拟两种方法分别对3台具有不同d／D比的带补强圈圆柱形容器在接管纵向弯矩作用下进行了极限分析,分析比较了不同求解方法时该结构极限载荷的大小和变化。研究结果表明,在极限分析过程中,可直接用载荷－位移法来确定其极限载荷,且用有限元分析方法代替昂贵的试验研究是一种可行的方法。     

压力容器开孔补强问题分析

在压力容器设计过程中,由于工艺和结构的要求,需要在容器上开孔和安装接管以连接外部管道。但是一个完整而连续的容器壳体开孔后,不仅会导致整体强度削弱,而且会造成开孔处应力集中。另外,开孔接管处通常会受到各种外载荷、温度变化导致的管道伸缩、相连管道振动等因素的影响。在多种原因的综合作用下,失效现象就会发生在开孔边缘处,主要表现为疲劳破坏和脆性裂纹,因此在压力容器的设计过程中必须全面分析和充分考虑开孔补强问题。     

压力容器开孔补强接管有效外伸长度探讨

讨论了GB150-1998、HG20582-1998对于非径向接管的开孔补强的接管有效外伸长度的选取,对接管有效外伸长度的选取提出了一些建议。     

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。