带加强圈的多跨钢波纹板拱涵施工力学行为试验研究

以4孔跨度9m钢波纹板拱涵为背景开展现场试验研究,针对拱背浇筑泡沫混凝土和拱顶回填土体施工过程,分析不同拱跨、有无加强圈断面关键位置的受力和变形特征。主要结论为:不同拱跨与有无加强圈对拱涵位移影响较小,且拱涵变形总体较小,最大约为4mm,应力满足设计标准,但拱脚截面应进行重点监控;不对称回填和不同回填材料造成边中跨、边跨两侧应力存在差异,在拱顶回填中,边跨钢波纹板、钢筋和加强圈内混凝土的应力均比中跨对应位置要大,最大差值分别为31.06,27.29,1.93MPa;加强圈仅在拱顶回填时充分参与受力,能显著减小拱脚波峰位置钢波纹板应力,减小量约为其设计强度的10%。

加强圈对钢波纹板拱涵受力行为的影响研究

为研究大跨度钢波纹板拱涵在增设混凝土加强圈后的受力行为,建立考虑土–拱相互作用的精细化有限元模型,并与CHBDC的分析方法进行对比。在此基础上,研究加强圈承担的截面内力及其在拱脚、拱腰和拱顶等部位的分布规律,并讨论加强圈厚度、间距和宽度对拱涵力学行为的影响。研究表明:采用CHBDC方法计算钢波纹板拱涵时,轴力将被低估,其与精细化有限元计算结果的比值为0.38~0.48;钢波纹板拱涵的轴力起控制作用,加强圈使得最大轴力减小了22.14%;在拱脚位置,加强圈承担的截面轴力最大,占比50.32%;加强圈各部位的轴力贡献度与其设计参数呈正相关,增大加强圈宽度优于增加厚度和减小间距。

浅谈薄壁特材筒体外压加强圈设计及优化

随着我国工业水平的大力发展,钛、锆、镍等纯特材设备在化工等行业中运用得更加广泛,需求量也日渐增多。由于材料较为贵重,当设备的壁厚由外压或真空工况决定时,通过设置加强圈可以有效降低筒体厚度,对于降低特材成本有着重要的意义。本文旨在通过对GB/T150中加强圈计算方法进行思考与拓展,加以ANSYS有限元实例分析进行验证,提出简化的加强圈计算方法,进一步探讨在筒体上存在大开孔时,如何调整加强圈以达到较为优化的设计。

基于卧式水压工况的立式缓冲罐加强圈的优化

本文基于对立式缓冲罐的卧式水压工况进行计算模拟,优化了立式缓冲罐的加强圈结构,并确定了水压支座支撑的位置。通过分析支撑截面处的周向应力,总结出了加强圈型式与支座支撑位置的关系,为该类设备水压试验以及多鞍座设备的优化设计开辟了一条全新的思路。

对《外压圆筒螺旋型加强圈的设计》一文商榷

近日读了《化工设备设计》上关于外压圆筒螺旋形加强圈设计的文章[1],笔者反复阅读分析并同文[2]进行比较后,觉得文[1]的分析推导似乎存在着一些问题,现提供如下分析。

对《外压圆筒螺旋型加强圈的设计》一文的补充

本文对《外压圆筒螺旋型加强圈的设计》一文给予肯定。并给以补充。具体提出了防止非弹性失稳的试算步骤。

LNG大型储罐加强圈设计

LNG大型储罐是液化天然气储运过程中的重要设备,加强圈是大型储罐的重要组成部分,它们能提高和保证大型储罐的安全性与抗失稳能力。而与LNG大型储罐加强圈相关的设计在国内的工程实例较少。本文借鉴常用的国际标准,讨论LNG大型储罐不同部位加强圈的设计方法,为以后在大型储罐加强圈设计方面提供参考依据。运用所讨论的设计方法并结合国内某LNG接收终端项目的基础数据,对LNG储罐加强圈进行设计计算,得出的结果与参考项目吻合较好。

带缺口加强圈的圆柱壳屈曲特性分析

以低温液体罐车外筒体为原型,采用有限元方法研究了带缺口加强圈的圆柱壳的屈曲特性。着重考察了加强圈缺口间的夹角、加强圈之间的间距、边界条件对此类结构屈曲载荷的影响。计算结果表明:圆柱壳的屈曲载荷与加强圈缺口间夹角不是简单的线性关系,当加强圈缺口间夹角增大到一定程度后,圆柱壳的屈曲载荷几乎不再变化;加强圈布置的均匀度不但会影响到圆柱壳的屈曲载荷,同时也对其屈曲模态产生影响;在不同的边界条件下,圆柱壳也表现出不同的屈曲特性。

带加强圈外压柱壳的稳定性分析

采用有限元软件ANSYS对柱壳使用8种不同结构加强圈时的稳定性进行了线性特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,给出了带加强圈外压柱壳的失稳模态和载荷位移曲线。结果表明,两种分析方法虽存在一定误差,但其分析结果有相同的变化趋势,设计时可先利用线性特征值法优选加强圈,然后采用非线性方法对柱壳进行详细的稳定性分析。在角钢、T型钢、扁钢、半圆环壳和Ⅱ型钢等8种加强圈中,T型加强圈对柱壳的加强效果最好。安装加强圈时,应尽量使加强圈的形心轴远离容器器壁。

外压锥壳的加强圈设计

外压锥壳的加强圈设计在GB15 0— 1998中给出了一个计算当量长度的公式和图示。本文通过有限元算例 ,对GB15 0中的计算公式作了验证 ,并对设计中的使用作了详细的阐述 ,起到对GB15 0中的计算公式补充作用 ,具有一定实际应用的意义。

外压圆筒小加强圈设计的改进方法

单一规格的加强圈按ASME BPVC.Ⅷ.2的设计方法得出的尺寸可能会出现与按常规设计标准设计相差较大的问题;按ASME BPVC.Ⅷ.2的设计方法,还可能会出现设计外压不变时,原设计合格的小加强圈惯性矩会因圆筒额外加厚反而变成不合格的情况。为克服上述不合理性,提出一种基于设计外压的改进方法。基于“简化傅里叶级数法”模型,给出了一种优于“一致模态法”且能较好预测带加强圈圆筒临界屈曲压力的数值模拟方法(IM-F-GMNIA法),该模拟方法的计算结果与实物试验吻合良好。采用IM-F-GMNIA法进行了23组数值模拟试验,模拟了多种加强圈大小和数量、多种径厚比和长径比的带加强圈圆筒屈曲情况;较系统地考察了去除加强圈后的圆筒的屈曲波数n分别为2和5(代表长圆筒和短圆筒)且屈曲临界压力与屈服压力比ξ为0.22~1.09(涵盖弹塑性范围)的情况下,对比因子β(改进方法的设计裕度与ASME BPVC.Ⅷ.2的可接受设计裕度之比)与因子η(表征设计外压变化)的关系。结果表明,所提出的基于设计外压的改进方法,加强圈惯性矩与设计外压直接关联,该改进方法设计裕度将不低于ASME BPVC.Ⅷ.2方法的可接受设计裕度,且较ASME BPVC.Ⅷ.2方法更为合理。

带内伸接管加强圈补强结构应力分布

针对带内伸接管加强圈补强结构的圆柱形内压容器 ,以DXF格式文件为中介 ,用数学方法自动生成的有限元计算模型进行了三维线弹性有限元应力分析 ,得到了内压圆柱壳带内伸接管加强圈补强结构的应力分布规律。在接管与筒体相贯线最低处筒体内壁上的当量应力最大 ,应该作为设计中的主要控制参数。

带矩形加强圈的外压圆筒的优化与直接求解

本文在文[1]的优化基础上,参照现行规范[2]的规定和计算方法,给出了一组能够直接快速而且一次性地求解外压圆筒矩形加强圈结构的壳体与加强圈尺寸的计算式。按照该组式所求得的结构尺寸其材料消耗最低,而且本文方法无须查图,所用材料较文[3]更宽。

外压圆筒螺旋型加强圈的设计

本文叙述螺旋导流板对筒壁的加强作用

增湿塔筒体及加强圈设计与校核的新思路

0 引言 增湿塔在干法水泥生产工艺中，用来对窑尾高温废气进行喷水、增湿、降温，调节废气比电阻，将增湿塔出口废气温度降至150％左右，以使废气的特性能达到电除尘器废气处理的要求。

外压圆筒加强圈设计

简要介绍了外压圆筒设计的基本理论、加强圈个数及截面尺寸的确定方法、加强圈快速计算的方法、不等壁厚外压圆筒加强圈的设计及外压圆筒的程序计算。

带加强圈外压薄壁圆柱壳体稳定性有限元分析

壳体在承受外压的作用时,往往因稳定性不足导致壳体的变形或者压扁,为避免壳体变形,通常在壳体外表面或内表面设置加强圈,以增加壳体的稳定性。采用有限元分析软件ANSYS对有无加强圈的薄壁圆柱壳体进行特征值屈曲分析,探究外加强圈对圆柱壳体的影响。同时针对含有不等高度、不等加强圈厚度以及不等加强圈的间距的薄壁圆柱壳体进行稳定性分析,以便以后能够设计出更加合理的加强圈满足稳定性的要求。

外压锥壳上加强圈设计方法分析

通过分析外压锥壳大端或小端与圆筒连接处的加强设计原理,给出了外压锥壳上设置加强圈时锥壳段稳定性计算方法,并指出在进行加强圈惯性矩计算时,可以将加强圈和加强圈中心线至相邻加强圈中心线距离之半范围内的锥壳处理成当量圆筒,再根据外压圆筒加强圈设计方法进行计算。

基于MATLAB算法的外压容器环向加强圈优化设计

运用优化设计理论,以加强圈最小质量为目标、结构尺寸为设计变量,建立了外压容器环向加强圈优化设计的数学模型,提出了结构尺寸的优化设计方法。通过实例和借助MATLAB寻优计算,得到了满足实际需要的最优化参数。

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。