外压容器设计方法及数值计算

介绍了图算法的改进和2007版ASMEⅧ-2中对外压容器设计的修改,运用数值计算软件ANSYS进行特征值屈曲分析,研究外压容器设计中内径因素对临界压力的影响.结果表明,随着内径增大,临界应力先是迅速减小,接着缓慢增大,最后缓慢减小.     

设计型外压容器失稳实验研究

针对传统验证型外压容器失稳实验不足,开发一种设计型的外压容器失稳实验。通过在容器中安置一套带内加强板的可调节支撑装置,由学生自己设计调节方案,实现在不同加强结构形式下与实验对应的临界失稳压力和形态,根据实验结果验证其方案的可靠性。实际教学效果表明,开发的设计型实验更能激发学生的主观能动性,增强其动手能力和创新思维,可作为相关实验教学改革参考。     

外压容器加强圈的计算机辅助设计

加强圈的设计计算是外压容器设计的重要内容,但按现行国家标准用图算法进行设计计算时,需反复试算,既繁琐又浪费时间,且准确度不高。为此,笔者建立了数学模型,编制了电算程序,在IBM—PC/XT-286微机上进行加强圈的计算机辅助设计,使加强圈的设计计算一次完成,既迅速准确又经济合理,解决了工程设计中反复试算的问题。该程序用BASIC语言编写,具有一定的通用性。     

内压薄壁容器模块设计

内压薄壁容器是化工设备中常用的外壳,为确保其能够长期安全运转,从5个模块来阐述内压薄壁容器设计计算过程。     

用可靠性平均安全系数校核外压容器的稳定性

提出了采用可靠性平均安全系数进行外压容器的稳定性校核的方法,并在机械强度可靠性设计的基础上,建立了将呈非正态分布的变量转化为呈正态分布的变量模型,以获得可靠性安全系数.通过用此方法校核受各种载荷的外压容器,并将应力和强度的变化以及失效的不同后果考虑到设计中,比用稳定系数的常规设计方法更安全、更经济.     

大型储罐外压稳定性

应用ANSYS有限元软件对某大型外压储罐进行屈曲分析,得到非线性屈曲分析的临界失稳外压只有特征值(或线性)屈曲分析结果的70%～80%,说明了线性屈曲分析不能用于工程实际.同时,研究了初始缺陷对非线性屈曲分析临界失稳外压的影响,发现缺陷大小与临界失稳外压成线性关系,因此标准规范中对大型储罐的设计制造误差提出了严格的要求.     

埋藏式钢管的抗外压稳定研究

应用壳体稳定理论结合某一工程实例研究了圆形加劲环式钢管和锚筋式钢管的抗外压稳定问题。首先分析了非对称外压对失稳荷载的影响;其次根据壳体稳定分析结果对锚筋式和加劲环式钢管的失稳形态和影响因素进行了分析,并对现有计算公式进行了评述。结果表明,对锚筋式和加筋环式钢管采用本文提出的按壳体稳定理论建立的有限元计算公式是可靠合理的。     

CCD图像传感器在外压容器失稳实验的应用

利用多个CCD摄像头代替实验者眼睛观察和记录实验的全过程,具有实验过程现象能重复查看、关键时间节点事件与仪表数据同屏同步显示等特点。文中将CCD图像传感技术和视频存储技术应用到外压容器失稳传统实验教学中,阐述了实验系统的构建,并表明对实验结果的精确判定与分析具有独到的效果。     

扭矩与外压联合作用下海底管道的屈曲研究

针对海底管道在铺设和服役期间受到扭矩与外压联合作用发生屈曲的问题,进行缩比尺管道实验和有限元建模分析,对管道的变形和压溃规律进行研究．以缩尺比管道实验为基础,利用ABAQUS有限元软件,对实验管件在扭矩与外压联合作用下的压溃破坏进行模拟,并与实验结果进行对比,验证模型的可靠性．基于有限元分析,研究了扭矩和外压联合作用下管道的截面变形和承载极限．研究结果表明,管道受扭矩作用时,管道截面椭圆度与扭矩是近似指数相关,扭矩较小时,截面无明显变形;当扭矩接近扭矩承载极限时,椭圆度剧增.管道受扭矩和外压联合作用时外压对管道变形影响更大,管道的破坏以压溃屈曲为主,截面为“哑铃状”．管道椭圆度缺陷越大,外压承载极限越小;管道承受的扭矩载荷越大外压承载极限越小;得到了扭矩与外压承载极限的无量纲关系曲线,此关系不受椭圆度影响,扭矩越大外压承载极限的下降速率越大;建议海底管道设计扭矩不超过扭矩承载极限值的70%,以提升管道在扭矩与外压联合作用下的安全性．P-T路径比T-P路径更危险,载荷路径引起的管道承载极限差异在10%以内,椭圆度会降低载荷路径的影响差异．     

压力容器疲劳设计方法现状及展望

论述了压力容器疲劳设计规范和存在的问题以及现行的疲劳设计方法及模型,综述了容器疲劳设计的发展方向。     

压力容器分析设计方法进展

介绍并对比弹性和非弹性“分析设计”方法中的主要方法,以反映分析设计方法的发展趋势。在工程应用上的基于弹性分析设计方法有:等效线性化方法、两步法、一次结构法、弹性补偿法和GLO SS R-N ode法。这些方法各有特点和局限性。基于弹塑性理论的分析设计方法回避了弹性方法中应力分类法的实现难点等局限性,并已被编入欧盟的设计标准和美国的A SM E规范。对一实例采用了不同的分析设计方法,结果表明,弹性和非弹性分析设计方法在应用过程和计算结果等方面都有较大的不同。压力容器的分析设计方法正逐步从弹性分析设计方法向非弹性分析设计方法方向发展。     

泄爆外部压力变化特性的影响因素

为了研究可燃性气体爆炸泄爆过程中,不同因素对容器外部压力变化特性的影响,利用0.022和0.113 m3 2个球形容器进行了一系列实验。实验结果给出了不同容器容积、泄爆面积、容器结构和形式条件下容器外部压力发展历史：容器容积减小,会导致泄爆容器外部的峰值压力增大,压力变化更为迅速,持续冲击时间减小;泄爆口直径在0~0.04 m范围内增加,容器外部最大压力上升速率及峰值压力均相应增大,呈现上升的趋势但非线性,存在一个增加程度先减小后增大的驻点;容器结构和形式对泄爆过程产生显著的影响,相对于单个容器,连通容器外部峰值压力、最大压力上升速率均有较大提高;连通容器泄爆时,跟大容器泄爆相比,小容积泄爆外部最大峰值压力较大,最大压力上升速率较小。     

外压载荷下钢丝缠绕增强塑料复合管临界蠕变失稳压力分析

为了更好地理解PSP(plastic pipes reinforced by cross helically wound steel wires)在外压作用下的长时力学性能,提出一个PSP临界蠕变失稳压力的分析模型.将PSP简化为内高密度聚乙烯HDPE(highdensity polyethylene)层、内钢丝-粘结...     

压力容器的强度研究

将强度理论应用于压力容器、分析、研究了四个强度理论以及中径公式和修正的中径公式所产生的结果,期望这些研究结果有益于压力容器的设计。     

外压薄壁圆筒的局部刚性夹持结构及应用

低温液体运输半挂车的内容器通常在内压下工作;但对内容器焊缝进行氦检漏时需要抽真空。内容器内部虽设有安装防波板的支撑圈等类似加强结构;但通常并不能满足稳定性要求。为此使用一种临时性局部刚性夹持结构用来提高内容器的抗失稳能力。以"露露"易拉罐作为外压薄壁圆筒试件进行外压试验及有限元计算进行验证。结果表明,局部刚性夹持结构对试件的抗失稳能力有明显的加强作用。对DC18型低温液体运输半挂车内容器进行有限元分析,确定了刚性夹持结构的尺寸、数量以及夹持位置,以满足低温液体运输半挂车内容器氦检漏时的稳定性要求。     

压力容器可靠性设计与检验

本文阐述了可靠性设计在压力容器设计中的重要性。介绍了常规设计与可靠性设计的区别、可靠性设计的概率统计基础、设计参量的统计处理以及压力容器可靠性设计的内容和步骤。用算例邦助读者掌握计算方法,并由实验加以验证。     

钢制薄壁圆筒外压试验压力的研究

基于随机-模糊概率模型,定量分析了钢制薄壁圆筒临界失稳强度的模糊可靠度、稳定系数与外压试验压力系数之间的关系。研究表明：1）如果要求钢制薄壁圆筒临界失稳强度的模糊可靠度范围,在外压气压试验、液压试验和正常操作时分别为0．9997091～0．9999992822,0．998411～0．9991836与0．9999992822～0．99999999864,可取常规稳定系数不小于2．60,外压试验压力系数的取值范围在气压试验时应不小于1．08但不大于1．16,在液压试验时应不小于1．08但不大于1．61;2）采用55组试验数据验证了文中方法的合理性。     

几何约束下圆柱壳的屈曲优化设计

利用能量原理分析受均布法向荷载作用的轴对称变厚度圆柱壳的分支点屈曲。将求解屈曲临界荷载变成求解广义特征值方程，在满足强度约束和圆柱壳体积保持常数条件下、将圆柱壳的最大屈曲荷载设计转化为极大化最小特征值问题。