基于有限元的高压容器开孔接管区应力分析

对压力容器开孔接管区进行了三维有限元分析,获得了容器筒体、接管及其连接部位的应力分布信息。结果表明:压力容器开孔接管区产生明显的应力集中,且应力集中系数随接管与筒体连接处距离的增大而快速降低,各类应力的最大值发生在接管与筒体连接处且位于接管上部位的内侧区域,是筒体失效的危险区域。     

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。     

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。     

带接管高压球形容器塑性大应变的应力分析

本文在应力测试和爆破试验的基础上,采用轴对称问题塑性大应变有限元程序对带接管高压球形蓄力器进行弹塑性应力计算,分析带接管球壳承载后在连接部位的应力分布、最大应力点的位置及应力集中系数,按Mises屈服准则计算接管连接部位的局部屈服压力、连接部位以及球壳的全面屈服压力;进一步分析连接部位和球壳的塑性区域扩展过程,结构弹塑性和塑性阶段的应力分布和应力集中系数。本文又分析了容器的爆破试验和理论应力计算结果,探讨高压容器的破坏失效机理及爆破压力的计算方法。     

大开孔甲醇制烯烃反应器结构优化数值模拟

以大开孔甲醇制烯烃装置为研究对象,针对上端筋板与筒体连接处存在的应力集中现象,在保证容器安全性的前提下,设计出加筋板、加补强圈和增加厚度的方法,组合出四种不同的计算方案,采用数值模拟研究方法,应用ANSYS分析软件,获得四种方案的应力分布,并进行应力评定与实验模型的应力测试。模拟结果与实验结果吻合较好,说明利用ANSYS软件对容器的优化是有效的。结果表明,采用加筋板、加补强圈和增加厚度,或者三者并用,均能够保证大开孔压力容器的本质安全性。对于该压力容器,采用增加筋板,并增加筒体厚度(和斜接管相同)所用金属材料最少,材料成本最低,对于此类容器推荐使用加筋板补强。     

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.     

圆筒形容器接管区应力集中及应力分布

带接管圆筒形压力容器在内压下,由于开孔削弱及几何变形相互约束,在容器与接管联接处产生很高的局部应力。了解联接区域应力分布规律及应力集中对于工程设计是很重要的。Eringen用无穷三角级数的形式给出了小开孔条件下Donnell方程的解。由于薄壳理     

弹性模量比对正交各向异性承压锥壳大端应力的影响

使用各向异性薄壳理论对承压锥壳大端进行了力学分析,获得了锥壳大端连接处的剪力、弯矩及应力解,计算了弹性模量比对结构连接处的剪力、弯矩以及沿筒体纵向应力分布的影响。与各向同性的结果对比表明,弹性模量比对结构应力影响显著。研究结果为正交各向异性承压锥壳设计提供了参考。     

VCM回收液分离器大开孔接管区设计

本文详细介绍了压力容器大开口接管区域设计计算步骤，并针对载荷、法兰、内拐角圆 弧等因素对大开口接管边缘应力分布的影响进行分析．     

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。     

高速回转圆柱形容器的应力和形变分析

由于迥转圆柱形容器壳体有一定刚度,受压变形后,壳体内除轴向、切向拉应力外,还有弯应力出现。本文根据筒体和环形底板连接处变形一致条件。从而求出壳体内的轴向、切向拉应力和弯应力,使问题得以解决。     

立式圆柱容器的塑性分析

本文研究受液压载荷作用下立式圆柱容器的塑性极限分析问题。分析了在各种边界条件下的圆柱壳，给出了极限载荷、应力场和速度场的全部公式以及长壳和短壳的判断公式。根据单矩弱作用的屈服条件以相关联的流动法则，找到了上述问题在所有参数范围内的完全解。     

具有环形平板封头加筋圆柱壳的强度分析

讨论一类特殊工程结构——具有环形平板封头加筋圆柱壳的强度问题.利用解析法导出均布荷重、内缘分布力与外缘分布弯矩同时作用时环形板的弯曲公式;使用迁移矩阵法求解承受均布压力、边缘分布弯矩及分布力作用下的加筋圆柱壳.利用边缘处变形协调条件建立方程组,解出各有关状态变量.在此基础上进行了大量的数值分析,得出了一些可供工程设计参考的结论.     

圆柱壳结构振动特性研究

利用有限元法研究了圆柱壳结构的振动模态特性，分析圆柱壳结构参数对振动模态的影响，数值计算结果表明，随着管道直径的增大，模态密度会增大，并且周向频率存在着置换性等特点。研究得到的圆柱壳结构的周向和轴向模态的变化规律，为管道系统的动态可靠性设计提供理论依据，     

混凝土压力壳点支撑圆柱钢衬双轴失稳研究

应用Ｗ．Ｔ．Ｋｏｉｔｅｒ的初始后屈曲理论，研究混凝土压力壳内点支撑圆柱钢材在轴向及侧向外庄两种载荷同时作用下的临界载荷，后屈曲性态，并给出支撑点铆栓的合理布置间里。结果表明：点支撑圆柱钢衬的后屈曲性态较为复杂，它随轴向和环向的支撑间距比而变化，当此支撑间距比满足一定条件时，可使点支撑钢衬后屈曲呈稳定性态。     

核供热堆压力壳组合阀接管热应力的有限元分析

运用非线性有限单元法对200 MW 核供热堆压力壳组合阀接管的热应力进行了研究和数值计算,得到了压力壳组合阀接管的热应力分布情况,为核供热堆压力壳组合阀接管的强度校核提供了依据。     

核爆条件下土中钢质圆柱壳动荷载计算方法

为研究核爆条件下土中钢质圆柱壳动荷载的计算问题。采用核爆模拟装置进行了爆炸荷载作用下密实砂土内钢质圆柱壳模型试验，得到了有关动压力的时程曲线。试验表明钢质圆柱壳结构的动压力分布不同于钢筋混凝土结构，其中密实砂土中钢质圆柱壳的底部压力大于顶部压力。在试验基础上，通过动力有限元数值模拟，得到了核爆条件下密实砂土和软粘土两类地层的圆柱壳动荷载分布规律与计算方法。综合试验和数值模拟结果，结合现行设计规范方法，给出了全埋钢油罐动荷载的工程实用计算方法。     

核爆条件下土中钢质圆柱壳动荷载计算方法

为研究核爆条件下土中钢质圆柱壳动荷载的计算问题。采用核爆模拟装置进行了爆炸荷载作用下密实砂土内钢质圆柱壳模型试验,得到了有关动压力的时程曲线。试验表明钢质圆柱壳结构的动压力分布不同于钢筋混凝土结构,其中密实砂土中钢质圆柱壳的底部压力大于顶部压力。在试验基础上,通过动力有限元数值模拟,得到了核爆条件下密实砂土和软粘土两类地层的圆柱壳动荷载分布规律与计算方法。综合试验和数值模拟结果,结合现行设计规范方法,给出了全埋钢油罐动荷载的工程实用计算方法。     

防水型救生舱防护结构研究

参考潜艇结构设计方法,对耐水压150米的防水型救生舱环肋圆柱壳耐压结构的进行了研究,获得了壳板厚度、肋骨型材、肋骨间距和肋骨型号关键参数对耐压外壳所受关键应力和稳定性的影响。通过对外压容器的补强方式的比较和分析,确定了防水型救生舱舱门和观察窗开孔补强的方式方法和面积。通过数值模拟对舱段耐压结构的多种影响因素进行模拟计算,完成了整舱承压性能的应力应变模拟分析。结果表明,所设计防水型救生舱在2.25 MPa的外压下,舱体所受最大应力为100 MPa~300 MPa,整体形变最大值出现在舱尾椭圆封头的最中心,大小为6.1 mm。救生舱整体结构合理,对于防水型救生舱结构设计提供给了依据。