凸形封头压力容器优化设计

针对传统的化工行业压力容器壁厚较大,生产成本过高的情况,课题组利用ANSYS有限元软件,以凸形封头压力容器中的椭圆形封头和碟形封头压力容器为研究对象,考察其应力分布和位移分布的特点,并进行优化设计。结果表明:在相同载荷下,椭圆形封头压力容器应力较小;椭圆形封头压力容器短半轴的变化、碟形封头压力容器直边段内径的变化趋势与目标函数体积的最大值相一致;经过21次迭代得到压力容器的最优设计参数,优化效果明显。研究结果对于压力容器的优化设计和材料的合理利用有一定的参考意义。

凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化

针对凸形封头与筒体不连续引起局部范围内应力迅速增大,使压力容器强度削弱的现象,利用有限元分析软件ANSYS,以球形封头、椭圆形封头和碟形封头这3种凸形封头为研究对象,考察不连续现象对其应力分布和应力集中系数的影响,并对其进行优化。结果表明:3种凸形封头压力容器的最大应力出现在不连续区域;远离不连续区域,应力基本维持不变,为薄膜应力; 3种凸形封头削边长度出现临界值;对3种凸形封头削边段进行优化,球形封头压力容器优化效果最理想。研究结果对于凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化有一定的参考意义。

带凸形封头非标平焊法兰的设计方法

在常规设计标准中,凸形封头和法兰单独进行设计,不考虑两者间的相互作用.然而,迄今为止尚无带凸形封头非标法兰的设计规范.基于应力分类思想,建立了带凸形封头非标平焊法兰的设计方法.该方法考虑了封头和法兰之间的相互影响,显著地改善了联接处薄弱部位受力状态;同时,有效地降低了制造成本,提高了经济效益.

凸形封头非中心部位开孔补强计算方法探讨——兼谈HGJ 16-89的计算方法

本文在对HGJ 16-89“非中心部位开孔”进行分析的基础上,指出其使用的局限性和不足之处;并认为如按ASME规范开孔补强的有关规定对GB 150作出修改后,即可把斜接管、非径向接管以及凸形封头的非中心部位开孔的补强计算统一在一个标准以内。

凸形封头在内压作用下的失稳

在对受内压旋转壳体的内力分析的基础上，讨论影响失稳的因素，求得椭圆形封头和碟形封头在内压作用时避免失稳的有关参数的范围。

对凸形封头开孔位置及其补强计算的分析

从凸形封头的壁厚设计原理、开孔补强准则和有关容器规范的制订依据出发，分析了对凸形封头是否必须限制其开孔位置的依据，认为按照主要参照ＡＳＭＥⅧ－１的我国现行容器规范封头设计公式和等面积补强准则，在区别开孔所在位置并按封头在该处的计算壁厚进行补强设计之后，并无必要对开孔位置进行限制；而若采用除等面积补强之外的其它补强准则，则应根据各准则的制订依据对开孔位置进行限制；并认为凸形封头的危险区并非在顶部而是在转角过渡区，不加具体分析、笼统地认为可以或不可以在转角过渡区开孔是不妥当的。

对美国《锅炉及压力容器规范》Ⅷ-1的理解之四——带法兰的凸形封头设计

本文着重对ASME带法兰的凸形封头设计公式如何正确理解及其应用范围进行了分析，从而对现行规范提出某些不同看法。

GB 150—1998、ASME Ⅷ-1和EN 13445标准中内压下凸形封头厚度计算的比较

GB 150—1998中给出了受内压(凹面受压)凸形封头的计算公式,同时规定了封头的有效厚度最小值,ASME UG-32篇中给出了受内压(凹面受压)凸形封头的计算公式,并规定了公式使用的范围,超出范围的情况下,按照强制性附录1补充设计公式中的相关公式计算,而EN13445中给出了三组厚度计算公式,取其中大者。三种压力容器规范计算方法上的处理有着明显的区别。

也谈凸形封头等效代替

介绍了椭圆形及碟形封头的计算公式 ,总结了各方对凸形封头等效代替的争论意见 。

对凸形封头最小厚度验收标准的看法和建议

在长期使用GB 150—1998《钢制压力容器》和JB/T 4746—2002《钢制压力容器用封头》标准的过程中,发现标准中关于凸形封头最小厚度的验收规定存在一些问题,易产生误判,造成不必要的损失。本文提出对这些问题的看法并提出若干修改建议。

立置凸形封头液位与体积关系

推导了立置凸形封头不同液位时的体积计算公式 。

凸形封头接管位置的分析

压力容器椭圆形封头和碟形封头开孔接管的位置,在GB 150-89《钢制压力容器》中规定为:开孔的孔边和或外加补强元件边缘距封头边缘的投影距离不少于0.1D_i。在补充的HGJ 16-89《容器强度计算规定》(以下简称《规定》)中规定为:投影距离小于0.1D_i的开孔补强允许采用整体补强,但角度θ应不大于60°(相应为在0.92 D_i处,见表1)。而文献则认为:应取决于所采用的标准对开孔补强设计方法的规定,并应对0.8 D_i区域内外分别处理。

带凸形封头非标平焊法兰的设计方法

在常规设计标准中,凸形封头和法兰单独进行设计,不考虑两者间的相互作用。然而,迄今为止尚无带凸形封头非标法兰的设计规范。基于应力分类思想,建立了带凸形封头非标平焊法兰的设计方法。该方法考虑了封头和法兰之间的相互影响,显著地改善了联接处薄弱部位受力状态;同时,有效地降低了制造成本,提高了经济效益。

凸形封头型式法兰联接螺栓的强度

总结、分析和解决了几类承受内压的零部件、机械装置、设备的螺栓联接,在采用各种封头型式,尤其是凸形封头时,其单个螺栓的强度计算,具有一定的实用价值。

凸形封头图样厚度标注法的探讨

长期以来,在设计图样上,凸形封头标注的厚度均为封头的名义厚度。它是由计算厚度加上厚度附加量后,向上圆整至钢材标准规格的厚度。从1977年版到1985年版的《钢制石油化工压力容器设计规定》(下简称《设计规定》)中,厚度附加量均计入了加工制造的减薄量。即由设计者根据封头的不同形式。

一种压力容器凸形封头中心孔翻边装置

设计了一种结构简单、加工快捷的压力容器凸形封头中心孔翻边装置。此翻边装置包括支架和设置在支架上的三个立柱,支架上设置有千斤顶,立柱和千斤顶位于支架同侧,千斤顶的螺杆端部设有对凸形封头中心孔进行翻边的圆锥台形冲头。