压力容器筒体与补强圈间接触特性的研究

在应用薄壳理论对压力容器开孔补强结构进行分析时,常常假设补强圈与壳体间没有接触,对于该假设的合理性并没有相应的依据.文中采用ANSYS软件提供的非线性有限元技术, 分别模拟内压、接管横向、纵向弯矩作用下补强圈与圆柱壳体间的接触行为.分析与试验数据表明,有限元接触分析能很好预测补强圈的应力场,同时对补强圈与筒体之间的间隙量及开孔率对接触的影响也作了初步探讨.     

接管纵向弯矩作用下补强圈与壳体间的接触行为

在应用薄壳理论对压力容器开孔补强结构进行分析时 ,常常假设补强圈与壳体间没有接触 ,对于该假设的合理性并没有相应的依据。本文采用ANSYS软件提供的非线性有限元技术模拟了纵向弯矩作用下补强圈与圆柱壳体间的接触行为 ,分析了接触行为对整个结构最大应力的影响 ,考察了接触变形和接触压力的变化 ,同时还分析了补强圈与壳体之间的间隙变化及不同d/Di 值对接触压力的影响     

压力容器筒体与补强圈间的接触特性

在压力容器开孔补强的设计中，通常假设补强圈与筒体之间没有相互接触，其相互间的接触力对于结构的应力分布及强度的影响均未考虑，有限元接触分析可获得这种接触力，分析与实验数据表明，有限元接触分析能很好地预测补强圈的应力场。同时对补强圈与筒体之间的间隙量及不同开孔率对接触的影响也作了初步探讨。     

压力容器的开孔补强结构优化设计

利用ANSYS对某开孔压力容器进行参数化建模,并完成了优化设计,由有限元结果与试验数据的比较表明,有接触假设的有限元方法,对应力场分布能够产生更好的理论预测,同时对补强圈与容器壳体之间的间隙变化的影响,也作了有益的探讨。     

圆柱壳开孔补强的弹性和弹塑性有限元分析

考虑补强圈与圆柱壳作为一个整体子模型和接触子模型，对开孔补强结构的圆柱壳进行了弹性和弹塑性有限元应力分析。比较两个子模型和弹性／弹塑性有限元分析的结果，发现接触子模型和整体子模型的圆柱壳开孔应力分布相似，但接触子模型和整体子模型在壳体和补强圈之间的接触面上的应力分布存在差异。对不同直径的接管和不同倾角的接管进行了有限元分析，分析表明，应力分布及最大应力受倾角的影响较大，受直径变化的影响不大。     

补强圈与壳体接触特性的有限元分析

采用ANSYS软件的非线性分析方法,模拟分析了补强圈与壳体之间的接触行为。以一个水冷磁体容器开孔补强设计为例,分析补强圈与壳体在不同内压下,接触间隙对接触应力与最大应力的影响;同时采用间接的热-结构耦合分析方法,分析了接触间隙对热应力的影响,并对不同温度下,接触间隙对热应力的影响进行了探讨。     

补强圈的设计与制造

采用补强圈补强是常用的压力容器开孔补强结构，制造方便，造价低廉，使用经验成熟，能有效地降低开孔接管根部的峰值应力。1补强圈厚度壳体焊上补强圈后，使该处的容器壳体刚性变大，对接管与壳体的角焊缝的冷却收缩起较大的约束作用，容易在焊缝处造成裂纹。在补强圈外围因外形尺寸突变，引起不连续应力，造成新的应力集中，使其焊缝脚趾处易于开裂。补强圈越厚，这种可能性越大。所以笔者认为，补强圈的厚度一般不应超过开孔处壳体的厚度，GB150－89《钢制压力容器》63．2条关于“补强圈的厚度应小于或等于1．5δn（δn为壳体厚度）；”…     

关于压力容器开孔补强的几点说明

论文分析说明了不同壳体上的开孔，开孔直接的确定准则，论述了常用开孔补强结构型式（即补强圈补强和整体补强）的补强效果：整体锻件补强优于厚壁管补强优于补强圈补强型，并给出了两种补强结构的适用范围。     

单个开孔补强计算的简化

压力容器开孔引起的应力集中可采用补强圈补强的方式来减小，由于补强圈补强结构简单、材料易得、制造容易，具有一定的补强效果，故应用相当广泛。补强圈补强计算依据的是等面积原则，即处于有效补强区内可起补强作用的金属截面积Ａ应该等于或大于开孔所削去的壳体承受压...     

补强圈与筒体间隙对开孔补强结构强度的影响

在评定压力容器开孔补强结构强度时,经典薄壳理论未考虑补强圈与筒体间隙,而间隙却在实际结构中存在。设筒体承受不同的内压值、接管上承受不同的轴向力,应用有限元软件的接触算法对压力容器开孔补强结构进行了静强度与疲劳强度评定,考察了不同间隙值对强度的影响,同时也计算了未考虑接触时的结果作为对比。结果分析表明:在接管有正向轴向力存在的情况下有必要考虑接触,而补强圈与筒体之间间隙大小在评定开孔补强结构静强度与由内压或者轴向变载引起的疲劳强度时的影响可以忽略。     

Simulation of wear and contact pressure distribution at the pad-to-rotor interface in a disc brake using general purpose finite element analysis software

Passenger car disc brakes are safety-critical components whose performance depends strongly on contact conditions at the pad-to-rotor interface. The interface can be classified as a conformal dry sliding contact. During braking both brake pad and rotor surfaces are worn, affecting the useful life of the brake as well as its behavior. This paper discusses how wear of the pad-to-rotor interface can be predicted using general purpose finite element analysis software. A three-dimensional finite element model of the brake pad and the rotor is developed to calculate the pressure distribution in the pad-to-rotor contact. A wear simulation procedure based on a generalized form of Archard's wear law and explicit Euler integration is used to simulate the wear of the brake pad under steady-state drag conditions.     

基于整体有限元应力分析的齿啮式快开压力容器设计

通过接触单元来数值模拟啮合齿的接触过程，建立了基于整体有限元应力分析和应力分类的齿啮式快开压力容器设计方法。大量工程设计表明，按该方法设计的容器满足结构强度和疲劳寿命要求。     

微动接触应力的有限元分析

以方足微动桥,试样接触几何条件为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件对其接触面上的应力分布进行弹性有限元分析,验证用ANSYS所建计算模型的正确性,分别计算不同名义接触压力和不同摩擦因数条件下接触状态（粘着区、滑动区、张开区）和接触面应力分布,选取不同水平的循环载荷进行计算,研究接触状态和应力分布随循环载荷的变化情况。结果表明,微动疲劳过程中接触表面拉应力与剪应力在接触面的粘,滑交界区存在突变,微动疲劳裂纹正是在这一区域内萌生并扩展,计算结果与实验结果吻合很好。     

反应堆压力容器局部三维冷热态密封分析

提出了一种用于反应堆压力容器法兰密封系统冷热态密封分析的局部三维耦合热弹塑性接触有限元分析新方法,编制了相应的程序系统。并已成功地用于工程实际问题的分析,取得了良好的效果。     

齿啮式快开压力容器整体有限元塑性载荷分析

通过接触单元来数值模拟啮合齿的接触过程，建立了基于整体有限元分析的齿啮式快开压力容器塑性载荷计算方法。大量实际设计和工程应用表明，按该方法设计的容器满足结构强度和寿命要求。