舰用冷凝器非对称布管双管板结构强度评估方法研究

随着工业设备的发展,非对称布管方式的冷凝器双管板得到越来越广泛的应用,而传统的设计规范不能适用于复杂的双管板结构强度校核。采用大型通用有限元软件HyperMesh和ABAQUS建立某非对称布管双管板的有限元模型,考虑管程压力、壳程压力及其同时作用的工况,采用新的校核方式对非对称布管的双管板结构进行强度校核。结果表明,用有限元法对非对称布管的双管板结构进行强度校核是高效可行的,且对于双管板来说,采用新的校核方式比以往的校核方式更为全面、准确。

非对称布管的挠性管板热固耦合参数优化仿真设计

利用有限元方法对非对称结构的余热锅炉挠性管板进行仿真和参数化设计分析,探讨了非对称布管的挠性管板应力强度影响因素,针对主要影响参数管板两侧温差、管板厚度、换热管的中心距、管板转角半径,给出了各因素对管板应力强度的影响规律。并基于Visual Basic编程语言对ANSYS进行二次开发,高效地设计优化了挠性管板在危险工况下的结构化参数尺寸。有效地缩短了挠性管板的设计开发周期,对挠性管板的工程设计具有指导意义。

非对称布管的挠性管板应力分析及结构优化

基于某公司的挠性管板预热器,以非对称布管的挠性管板为研究对象,运用有限元软件ANSYS对非对称布管的挠性管板进行多工况模拟,得出管板的各类应力水平及应力分布规律。根据JB 4732-1995《钢制压力容器--分析设计标准(2005年确认)》对挠性管板进行应力校核,发现部分工况下管板应力评定不合格。对非对称布管的挠性管板提出了增加管板厚度和增设支撑筋板2种优化方案并进行了数值模拟。分析结果表明,增加支撑筋板可以有效降低管板各类应力,且安全裕度较大,对挠性管板的工程设计具有一定的指导意义。

非对称换热器热应力分析

针对非轴对称布管且两侧管板厚度不同的固定管板式换热器,采用ANSYS建立三维有限元模型,通过对结构的热固耦合分析,得到了结构在稳态传热条件下的热应力分布。计算结果表明,结构的热应力具有明显的非轴对称分布特性,任意一侧管板厚度的改变均会改变另一侧管板的热应力分布。

钛制冷凝器换热管裂纹分析及改进措施

非对称布管方式的双管板冷凝器目前已得到广泛应用。本文介绍一种管板材料为中高强度钛合金,换热管材料为纯钛的双管板冷凝器。由于现行国内标准中缺少钛材的疲劳曲线,因此对钛材设备的疲劳试验无法通过有限元计算解决。通过制作样机进行低周疲劳可靠性试验,以验证其强度指标。在疲劳试验过程中样机的换热管出现裂纹,通过对裂纹方向及断口的形态进行分析,确定为管板强度不够造成,对设计中变更结构、对管板进行加强、同时对控制制造过程。再次制作的样机低周疲劳试验合格。