压力容器接管区模拟异形试板的拟协调元分析

针对压力容器接管区高峰应变的特征,在压力容器接管模拟试板的基础上,对多种孔径的异型板应力应变场应用拟协调条件,建立单元间位移弱连续条件的拟协调有限元模型。该模型不需要应力满足平衡条件,简化了矩阵求逆计算,容易得出应变的离散精度,因此可以解决常规有限元难以适应的奇异性领域。文章分别就不带裂纹和带有裂纹的异型板进行应力数值分析,计算结果表明高峰应变区的应力集中与试验结果较为吻合,为压力容器接管部位的设计和裂纹疲劳扩展分析提供了可靠依据。     

压力容器接管区裂纹尖端应力强度因子的测定

针对压力容器接管区处于高应变梯度区的特征,用与压力容器接管的应变分布相类似的异形板来模拟接管,对不同孔径的异形板进行应力应变场的光弹性分析,给出高应变梯度区的应力分布状态,同时利用权函数理论,对裂纹尖端附近的应力强度因子进行测定,为裂纹疲劳扩展分析提供依据     

压力容器接管区应力强度因子的数值分析

该文针对压力容器接管区高峰应变的特征,在不同孔径异形模拟试板应力应变场的光弹性分析基础上,应用奇异等参元,分析了裂纹尖端处应力强度因子,数值结果表明,与双参数法获得的应力强度因子较为吻合,为压力容器接管部位的设计和裂纹疲劳扩展分析提供了可靠依据。     

压力容器接管区高应变场裂纹扩展试验研究

针对压力容器接管区应变场三种主要特征－局部高峰应变梯度和周围受强大的弹性约束，设计出一种带中心孔高应梯度异形试板，有效地模拟圆筒压力容顺接管区高应变场裂纹的ＥＰＦＭ的试验研究。     

宽板中心裂纹拉伸试样的弹塑性有限元分析

我们对含有小裂纹、大裂纹及大裂纹加边筋的宽板进行了弹塑性有限元计算,对其应力应变场做了初步分析比较;对“标称应变”的标点和标矩进行了分析,指出使用(长度等于裂纹)小标矩的优点;提出用加边筋窄板近似接管附近的裂纹和一般宽板试验。     

压力容器接管区弹塑性断裂模拟试验研究

本文提出了一种带孔高应变梯度异形试板,试验结果表明,该试板能较好地模拟压力容器按管区应变场,具有类似于接管拐角裂纹的断裂机理及特征。采用多试件法标定出J参量曲线,并进一步通过计算机进行分析处理,求得了J参量计算公式。用显微摄影法求得了三种定义下的CTOD δ_1线,进而求得了关系式J=mσ_yδ_t及m的变化规律。还将试验结果推广到容器接管拐角裂纹问题,讨论了接管断裂安全工程评定及J参量控制裂纹扩展问题。     

仿真压力容器接管高应变区应变场特征的一种单边半椭圆缺口试板

设计了一种单边半椭圆缺口试板，以满足压力容器接管高应变区断裂评定和疲劳性能研究的需要。通过弹塑性有限元素法计算及实验，表明该试板具有压力容器接管连接处的应变分布特征：高峰值应变、高应变梯度及周围被广大弹性区包围。     

压力容器开孔接管区应变的有限元分析及应用

圆柱壳开孔接管的应变分析在压力容器设计中是一个普遍而重要的问题.利用ANSYS有限元分析软件对一圆柱壳开孔直接管区域的应变进行了计算,求出了在弹性范围和弹塑性范围内的最大应变及应变系数,并对应变分布状况进行了分析.利用有限元的计算结果求出模型的极限载荷及疲劳循环数N,并与使用设计标准JB4732-95中应力指数法的计算结果作了比较.比较的结果表明:在应变较大的情况下,使用应力指数法分析压力容器开孔接管区的疲劳问题,已不能反映出疲劳破坏的实质.     

小裂纹在结构应力集中塑性区中的疲劳扩展

研究了ABS EH-36钢制中心圆孔两侧有小裂纹的宽板试件的疲劳裂纹扩展速率,以模拟压力容器接管根部小裂纹疲劳扩展的特性。只要施加的局部应力幅小于两倍的材料屈服强度,用线弹性断裂力学分析,可预计在塑性变形区中对称裂纹的疲劳裂纹扩展速率。小裂纹的行为(即小裂纹的疲劳扩展速率高于相同应力强度因子幅的长裂纹的疲劳扩展速率)可以用物理裂纹长度加上一个材料固有裂纹长度来描述,并取其算术和作为应力强度因子幅计算中的有效裂纹长度。     

仿真压力容器扫管应变区应变场特征的一种单边半椭圆缺口试板

设计了一种单半椭圆缺口试板，以满足压力容器接管高应变区断裂评定和疲劳性能研究的需要。通过弹塑性有限元素法计算及实验，表明该试板具有压力容器拉管连接处的应分布特征；高峰值应变，高应变梯度及周围被广大弹性区包围。     

带有异形切向接管的压力容器的稳定性分析

为满足某工艺要求,对切向斜接管结构进行了修改设计——沿斜接管轴向一定角度切割斜管,并用直面板补足缺口。此设计使得斜接管与筒体连接复杂,连接区域几何非连续性非常严重。确定压力容器的临界载荷及其相应的失稳模态,是压力容器分析设计的重要组成部分。采用非线性屈服分析方法,对这一带有异形切向接管的圆柱形压力容器在外压状态下的稳定性进行了分析。计算结果可为容器的安全使用提供保障,也可为同类设计提供借鉴。     

三维能量释放率虚拟裂纹扩展算法及工程应用

构造了三维条件下虚拟裂纹扩展（ＶＣＥ）算法公式及计算程序。结合ＡＤＩＮＡ非线性有限元程序，对压力容器带轴向、环向裂纹及带接管压力容器相贯区有贯穿裂纹时的能量释放率（Ｇ）进行了计算分析，结果表明，对于压力容器结构，ＶＣＥ算法是一种有效、精确的计算断裂参量Ｇ的方法，为应用弹塑性断裂理论评定复杂压力容器结构的安全可靠性奠定基础。     

螺旋进料口的稳定性优化设计

应用三维造型技术结合有限元分析对承受真空的压力容器的螺旋进料口结构进行稳定性设计，得出在螺旋壳上设置卡子数量与降低壳体应力的关系，并由应力和变形分布图得出壁厚加大量与壳体在承受外压时的稳定性关系。     

埋藏裂纹应力强度因子的有限元分析

采用三维奇异单元模拟裂纹前缘应力应变场的奇异性,建立了计算球形压力容器中埋藏裂纹应力强度因子的有限元模型,有限元分析结果和经验公式计算结果吻合较好,证明所建有限元模型具有较高的准确性和可靠性。通过仿真计算,分析不同因素对应力强度因子的影响,得出了裂纹前缘应力强度因子随裂纹形状、容器壁厚以及裂纹中心与壁厚中心的偏移量与壁厚比值的变化规律。     

矩形板动力刚化有限元分析

在有限元方法中首次引入了单元耦合形函数（阵）,以此将单元弹性位移表示成为单元结点位移的二阶小量形式,利用几何非线性的应变－位移关系式,在小变形假设条件下确定了单元耦合形函数,在此基础上,根据Ｋａｎｅ方程,运用模态坐标压缩,并采用适当的线性化处理,得到了包含动力刚度项的线性动力学方程,针对矩形板编制了动力刚化有限元分析程序,仿真算例证明了理论和算法的正确性。