矩形大开孔外压薄壁圆柱壳结构稳定性研究

以含矩形大开孔的薄壁圆柱壳结构为研究对象,利用ANSYS Workbench软件对其进行了屈曲分析,研究了不同的几何影响因素和材料参数与其临界失稳载荷和屈曲行为的关系。结果表明:结构的临界失稳载荷主要影响因素为壳体的径厚比;在弹性模量不变的情况下,临界失稳载荷与材料的屈服强度近似为线性关系;径厚比和材料参数的改变并不会改变结构的屈曲行为和趋势。

容器矩形大开孔补强结构优化设计

为保证充足的换热面积与换热效率,矩形冷却器是内冷碳化塔一个重要组成部分,碳化塔塔体与矩形冷却器的连接可视为圆筒体上带有矩形大开孔的结构,本文以实际工程案例中某一碳化塔水箱矩形大开孔为例,回顾一种安全可靠且经济有效的容器矩形大开孔补强结构的设计及优化过程。通过ANSYS数值模拟方法对容器矩形大开孔进行结构应力计算,采用分析设计方法对应力进行分析和评定,对不同的结构形式进行对比分析,最终确定一种纵向加环向筋板整体加强方案的典型结构,该结构可以根据非标结构和强度设计的需要灵活调整,实现结构强度设计安全可靠且经济合理,可为工程实践中容器的矩形大开孔结构设计和优化提供有益参考。

压力容器圆筒大开孔补强计算方法

对美国ASME大开孔补强计算方法进行了分析,用有限元法对圆筒大开孔计算截面的应力进行了考证,发现除了ASME给出的、绕圆筒母线的弯矩外还存在一个数值相当的、绕接管母线的弯矩,补充建立了补强环在环平面内弯曲的计算模型,提出一种新的圆柱壳开孔补强的工程计算方法。

大直径薄壁大开孔塔结构的有限元分析

吸收塔是燃煤发电厂脱硫系统的核心设备 ,具有直径大、厚度小和大矩形开孔率等特点 ,目前尚无完全适用的设计规范可循。采用有限元法得到了设备在危险工况载荷下的应力和变形 ,并提出了可行的开孔区域加强措施 ,计算结果表明应力集中区域明显降低 ,提高了设备在开孔段的轴向稳定性。

大开孔外压圆筒失稳行为的有限元分析

针对不同开孔率的大开孔外压圆筒,采用线弹性和弹塑性两种本构关系,利用特征值分析、几何和材料的双非线性分析方法对其失稳行为进行了研究。比较了开孔、接管、加强圈补强等情况下的失稳压力,给出了开孔率d/D为0.4～0.8范围内一系列开孔外压圆筒的失稳压力的计算和有限元算例的对比分析。结果表明:在开孔率0.5以内,半面积补强对外压开孔圆筒的补强是够的。

油田火筒加热炉大开孔封头强度研究

:油田火筒加热炉密集大开孔封头的设计计算 ,因没有相应的强度计算标准在一定程度上限制了我国油田火筒加热炉技术的发展。本文利用板壳元模型分别对无任何加强的大开孔封头、有火筒加强的大开孔封头和有十字加强筋的大开孔封头 ,进行了有限元强度分析计算。理论与实验研究结果表明 ,本文建立的有限元模型用于大开孔封头强度分析是可行的 ,计算结果与实测吻合较好 。

受压圆筒矩形大开孔的三维有限元分析与强度评定

本文针对卷染机蒸罐这样一种受压简体矩形大开孔进行了三维有限元分析,发现接管圆角过渡区有若干点的虚拟弹性应力值远大于材料在设计温度下的屈服限。本文依照ASME—Ⅷ——2及JB4732—95《钢制压力容器分析设计标准》的要求,针对受压圆筒——接管结构提出了一种强度评定方法。并对卷染机蒸罐进行了强度评定。

JB4732附录J(2005确认)大开孔应力分析的工程应用程序

介绍了当前大开孔补强计算的工程现状。指出JB 4732—1995(2005确认)附录J是基于弹性薄壳理论的内压作用下圆柱壳大开孔简捷而有效的补强设计计算方法。基于该法编制了工程设计软件,介绍了该软件的工程应用基础和使用方法,通过实例说明了该法的设计计算过程,并进行了几种工程计算方法的实例对比。

矩形大开孔的补强结构设计

染缸是印染行业中的关键设备之一。因布料进出的需要 ,染缸圆筒体上须开矩形孔。目前国内外对这种结构尚无统一的设计计算方法。由于染缸受到脉动载荷的作用 ,降低孔边应力集中系数是提高其疲劳寿命的有效途径。本文以GR2 0 0 0D型染缸为对象 ,通过综合分析比较现有的补强结构 ,分析孔边的应力大小及分布规律 ,设计了一种能有效降低应力集中矩形大开孔补强结构。工程应用表明 ,本文所设计的结构能满足实际需要 。

球壳大开孔平齐接管补强设计方法评价

为了对球壳大开孔补强结构做出合理安全评价,利用我国现行标准中的补强方法,对D=500mm,直径厚度比D/T=68、接管与壳体半径比r/R分别为0.5,0.6,0.7,0.8的球壳大开孔结构进行了补强计算,对补强后的球壳大开孔平齐接管结构,选择其高应力区的若干截面,按照“分析设计”方法进行了应力强度评定。结果表明,按极限分析法和压力面积法进行补强后的结构按分析设计可以通过;随着D/δ的增大,接管有效厚度与最小厚度之比g值随之增加;对多数大开孔情况,利用极限分析法补强后的结构更安全。

内压容器大开孔接管补强分析方法的探讨

压力容器广泛应用于石油化工生产中 ,由于工艺和结构的要求 ,需要在容器壳体上设置大开孔结构 .此时 ,GB15 0 - 98的开孔及开孔补强设计已不适用 ,国内尚未制定出大开孔的相应规范 .本文对内压容器大开孔接管补强方法进行了分析 ;针对目前补强方法的不足与局限性 ,提出了采用三维有限元数值方法来分析大开孔接管补强问题 ;给出了具体的实施方案 .

圆柱壳大开孔的应力集中与强度设计

以薄圆柱壳大开孔应力集中问题的理论解为基础，利用其与圆柱壳小开孔理论解之间的联系，通过对两者的比较。

圆柱壳大开孔补强的应力集中分析

针对潜艇耐压壳体上大开孔补强处的应力集中现象,结合工程实际问题,采用规范和有限元法对潜艇耐压壳体上大开孔不同补强形式进行了研究,建立了相应的模型,并求出了应力集中系数。通过对两种方法的计算结果进行分析比较,发现当围壁加强时,最大周向应力处的弯曲应力不容忽视。结果说明,用有限单元法进行大开孔补强结构设计是合理、有效的,是对规范计算的完善和补充。

椭圆封头大开孔补强有限元分析及试验研究

进行标准椭圆封头大开孔平齐接管结构的三维有限元模型计算,分析应力分布规律,给出了标准椭圆封头大开孔平齐接管结构的分析法补强设计方法。通过等效应力系数计算,实现分析法补强设计。对标准椭圆封头大开孔平齐接管结构进行了试验应力分析,通过对试验结果和本研究分析法理论计算结果的对比,两者误差不超过10%,符合工程设计要求,验证了本研究标准椭圆封头大开孔补强分析法计算的正确性。

压力容器圆筒大开孔应力分析设计中的弯曲应力

回顾了长时期以来人们对"大开孔"边缘弯曲应力的认识过程,引出其应力的属性问题。文章对此属性进行了考证,论证指出各压力容器标准将此应力视为二次应力的观点是失误的。

大开孔接管结构优化设计

对某公司设计的尾气再热器中的大开孔结构进行强度和稳定性分析,发现原设计的结构过于保守,有较大的优化潜能。以设备质量最小为优化目标,利用ANSYS的优化模块对该结构进行优化计算,经强度及稳定性分析,优化所得结构完全满足强度、稳定性及功能要求,且具有很好的经济性。

压力容器大开孔补强方法

大开孔压力容器在开孔接管部位有很大的应力集中 ,必须进行补强。本文介绍了几种压力容器大开孔补强方法 :压力面积法、极限载荷法、有限单元法 ,并分析了原理和特点。

波浪与大开孔消浪结构作用非线性数值模拟

基于二维Laplace方程和边界条件,经过Green转换得到以势函数及势函数法向导数为未知量的积分方程。结合0-1混合型边界元和分区边界元方法建立一个适用于求解波浪与大开孔消浪结构相互作用的强非线性波浪变形数值模式,同时给出开孔板上波动压力的计算方法。通过数模与物模结果对比,该数值模式具有较好的精度,可应用于开孔沉箱防波堤消浪效果的计算和研究,其处理原则对其他低反射海工结构物计算也将有适用性。

带法兰接管的压力容器圆筒大开孔补强计算方法

在文献[4]的基础上进一步考虑接管法兰及法兰力矩对圆筒大开孔计算截面的加强作用,提出一种更加符合实际结构的补强计算方法,比现有各种圆筒大开孔补强方法更为科学合理和安全经济。

薄壁容器大开孔的新型补强结构

结合薄壁压力容器大开孔的特点,提出一种新型补强结构。以减压塔转油线开孔为例,按照分析设计思想,采用有限元方法设计新型补强结构,并对结构进行尺寸优化和稳定性校核。结果表明,新型补强结构既能满足减压塔刚度和强度要求,又可节省补强材料。