鞍座参数对双鞍座卧式容器承载能力的影响

针对鞍座参数对卧式容器承载能力的影响进行了研究。采用有限元方法,计算了不同鞍座位置条件下,双鞍座支撑的卧式容器筒体应力的分布,得到了影响鞍座处筒体环向压缩应力的主要因素,初步探讨了垫板对鞍座处峰值应力的影响。研究结果表明:对于薄壁的卧式容器,应该使鞍座尽量靠近封头,而对于壁厚较大的卧式容器来说,最好将其设置在A/L=0.25的位置处;鞍座的宽度、包角以及鞍座反力都是影响鞍座处筒体上最大环向压缩应力的主要因素,在此基础上,提出了鞍座处筒体上最大环向压缩应力的计算公式。鞍座垫板对降低鞍座处筒体上峰值应力具有一定的效果,对于给定的垫板伸出角,有一个最佳垫板厚度值。这些研究结果为卧式容器的设计提供了参考依据。

鞍座位置对两支座卧式容器应力分布影响的研究

为了考察鞍座位置的变化对筒体应力分布的影响,建立了两支座卧式容器的有限元模型,并与传统的材料力学计算结果进行了比较,验证了传统鞍座位置计算结果的合理性。

不同鞍式支座包角和宽度下卧式容器筒体应力分布

基于有限元软件ANSYS,建立双鞍式支座卧式容器有限元模型,计算了不同鞍式支座包角和宽度条件下鞍式支座附近的筒体应力,得出了不同鞍式支座包角和宽度下筒体应力分布的变化曲线和规律,结果可为双鞍式支座卧式容器支座的选择提供参考。

鞍座与卧式容器筒体连接方式对筒体应力的影响

针对双鞍座卧式容器,在建立了鞍座真实结构模型基础上,在鞍座与筒体之间分别采用全焊接和全接触支承方式条件下,进行了有限元模拟计算,得到了鞍座处筒体上的应力分布,并对计算结果进行了对比分析。计算结果表明,连接方式的不同,筒体上最大等效应力的位置与大小均不一样,并且鞍座处筒体的应力分布也不相同。计算结果对于鞍座与卧式容器连接方式的选择提供了依据。

三鞍座容器优化计算

分析了三鞍座容器受力特点,通过优化鞍座布置,使容器受力均匀,从而达到降低容器壁厚的目的。所得结论为:当A/l∈[0,0.5],随着A值增大,1#支撑点剪力F1增大,弯矩M1也增大;2#支撑点处剪力F2减小,弯矩M2减小;Mx也逐渐减小;当A≈0.145L总长时,设备上最大弯矩Mmax最小,受力最合理。

满水工况下三鞍座卧式容器临界长径比的研究

卧式容器筒体长径比对鞍座个数的设置有显著的影响,为了确定鞍式支撑卧式容器双鞍座与三鞍座支座设计的临界长径比,本文采用有限元法,对满水工况下不同长径比的双鞍座与三鞍座卧式容器筒体中危险截面的Tresca当量应力、周向应力和轴向应力进行分析,并基于各应力判据和不同厚度模型筒体中的Tresca当量应力、局部膜应力和轴向压应力曲线的交点确定了不同厚度卧式容器三鞍座设置的合适长径比。研究结果表明,筒体厚度较薄时,三鞍座卧式容器临界长径比可取L/D=12;筒体厚度较厚时临界长径比趋于L/D=10。

鞍座布置对卧式容器筒体应力的影响分析

针对鞍座位置(简称A值)的变化对双鞍座卧式容器筒体轴向应力、切向剪应力和周向应力的影响进行了分析和讨论。结果表明:应尽量使A≤1/2Ra,最大不宜大于0.2L。当调整A值无法满足要求时,可以通过增设垫板、增加鞍座包角或增设加强圈的方法来满足设计要求。

重力载荷作用下的三鞍座容器鞍座受力分析

通过分析三鞍座容器的受力特点,计算三个鞍座在局部集中载荷和均布载荷作用下,各鞍座的剪力和弯矩。所得结论为:在三个鞍座布置时,将局部集中载荷设置在相邻两鞍座中间,中间固定鞍座设置在容器中间时,容器受力均匀,三个鞍座的受力合理,在校核容器时,容器局部应力最小。

釜式蒸发器筒体局部应力计算方法探讨

釜式蒸发器的结构特点为:筒体变径、支座非对称布置、存在集中载荷,故无法直接引用JB/T 4731《钢制卧式容器》对其危险截面处筒体的局部应力进行计算。利用材料力学的基本原理并结合其结构及受力特点给出该类型卧式容器危险截面处筒体应力的计算检验方法以满足强度要求,保证设备的正常运行。

基于ANSYS卧式容器支座布置优化

文章针对卧式容器支座定位尺寸A进行了研究。采用有限元方法,计算了不同A值下,双支座支撑的卧式容器各考察截面的轴向应力、切向剪应力和周向应力,并根据计算结果分析了各应力随A值变化趋势,进而总结出在指定范围内调整A值以减小应力值的方法,为卧式容器的支座定位提供了参考依据。

卧式容器鞍座压应力的影响因素分析

为了深入了解卧式容器中由于温度变化引起圆筒体伸缩时支座腹板与筋板组合截面上的压应力的特征,对NB/T 47042—2014标准中的应力计算公式进行分析讨论。根据力学相关理论,在鞍座截面其他尺寸确定时,将鞍座抗弯截面系数对压应力的影响转化为筋板宽度对压应力的影响。通过个案分析推导出鞍座高度、筋板宽度与截面压应力之间的定量关系式,反映了鞍座截面压应力既随着鞍座高度增加而非线性地增大,也随着筋板宽度的增加而非线性地减小。通过对不等高双鞍座中滑动鞍座压应力的分析,发现把其底板平面设计成与设备的轴线相平行时,其受力状况更加合理。最后对4种特殊结构鞍座的压应力计算方法提出意见。

四鞍座设备的强度校核

将卧式容器的多鞍座问题转化为多个双鞍座卧式容器来计算。利用三弯矩方程,分别计算各鞍座处的弯矩、支承力和极值弯矩,找出最大弯矩和鞍座反力。按NB/T 47042—2014《卧式容器》中的公式和方法进行应力计算及校核,得到强度校核结果。