低温罐箱应力分析及结构优化

移动式压力容器中的低温罐箱常用于运输低温液化气体。低温罐箱采用双层结构，在运输过程中受到的惯性力载荷作用导致整体结构应力分布不均，传统的力学理论不能完全适用于低温罐箱应力强度分析。基于静力学理论，应用ANSYS有限元数值仿真软件，分析了低温罐箱整体应力。对低温罐箱进行响应面实验设计及3D响应面分析，总结出内筒体应力受内筒体厚度影响最大，加强圈应力受八点支撑区域加强圈高度影响最大。使用ANSYS响应面优化设计模块，对低温罐箱内筒体和加强圈进行结构优化。优化之后内筒体厚度减薄20%，八点支撑区域加强圈厚度减薄50%，内筒体减重17%，低温罐箱整体质量减少0.8 t，低温罐箱结构应力满足JB 4732—1995 《钢制压力容器——分析设计标准（2005年确认）》要求，达到了安全性与经济性兼顾的目的。