非标准带圆角矩形截面容器的应力分析与数值计算

矩形截面容器广泛应用于石油化工等领域,具有单拉撑加强的带圆角矩形截面容器属于非标容器.为了解决其应力计算问题,针对其特殊结构建立了理论计算模型并进行了应力分析,推导出了适于工程设计的应力计算公式,并将计算结果与有限元分析结果进行对比.结果表明:理论值与数值吻合较好;建立的有限元计算模型较为真实地反映了容器的受力情况;由此得出的应力分布规律较真实地反映了容器的应力分布,从而为工程设计提供了可参照的方法.     

含埋藏缺陷压力容器的强度分析

应用有限元程序计算了文〔１，２〕中平板模型和圆筒形实验容器的应力分布，进一步完善和简化了文〔１，２〕中的应力计算方法；应用弹性基础梁理论和结果，建立了含裂缝长条平板边缘处应力和容器埋藏缺陷部位表面处应力简便的计算式，其应力分布曲线与有限元应力分布曲线符合；对含埋藏缺陷的压力容器还进行了强度分析。     

折边锥形封头应力增强系数分析

推导分析了GB 150-1998《钢制压力容器》中折边锥形封头应力增强系数K的确定方法。为验证其可靠性,建立了参数化有限元计算模型,利用有限元分析程序Ansys计算了变参数下模型结构的应力分布及其相应应力增强系数,并与标准中的K进行了比较和分析,绘制了折边锥形封头应力增强系数表格,可用于工程设计。     

有初始变形井架结构分析的简便方法

研究井架结构的折算长细比法和单肢演算法并不能真实反映井架的应力大小,也不能精确确定危险截面位置及应力分布;而有限元分析方法又没有普遍意义。为此,采用等价应力法对有初始变形的井架进行结构分析。该方法通过对没有变形的井架整体或构件的有限元模型施加一组等价力,使之产生的应力与具有初始变形时的井架应力值相一致,可以在不改变井架有限元模型的基础上,达到计算快速且结果准确的目的。实例计算表明,除井架整体稳定临界系数的相对误差为１１.７％以外,其余各项的相对误差都小于１０％。     

考虑摩擦的脐带缆静强度参数敏感性分析

脐带缆的静强度解析模型不考虑其内部构件间的摩擦,因此无法准确分析脐带缆变形及受力情况,局限性较大。鉴于此,基于螺旋缠绕圆柱分析方法,采用ANSYS软件建立脐带缆多层滑移接触摩擦有限元模型,分别采用梁单元和实体单元模拟铠装钢丝和直构件,设置线线接触、线面接触模拟构件之间的接触摩擦,对脐带缆进行了静强度分析,计算其截面拉伸刚度和弯曲刚度,通过对比有限元计算结果与解析计算结果,验证了数值模拟方法的正确性。在此基础上,从钢丝缠绕角度、钢丝直径、摩擦因数及外压等因素入手,对其截面力学性能进行参数敏感性分析。分析结果表明:考虑接触摩擦的有限元模拟能够更加准确地展现脐带缆的变形及应力分布情况,且其截面性能受钢丝缠绕角度、钢丝直径、摩擦因数及外压等因素影响明显。研究结果可为脐带缆的截面设计及优化提供技术支持。     

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。     

立式尾气加热器挠性管板的有限元分析

常规计算立式换热器的挠性管板,并不能完全真实地反映挠性管板的受力状况。运用有限元方法对采用挠性管板的某立式换热器建立了热分析和结构分析的有限元模型,分析了挠性管板的温度场及应力场,并进行了应力评定,以期探讨挠性管板结构设计方法,为类似产品设计提供参考。     

大型非锚固原油储罐应力测试与有限元分析

为了得到大型非锚固原油储罐开孔处和大脚焊缝的应力,建立了大型非锚固原油储罐的三维空间有限元模型,分析了储油罐在充水试验期间的应力分布和规律。以一台新建弹性地基上的15×10^4m^3原油储罐为分析对象,开展充水试验期间的应力测试研究和地基沉降监测,并比较实测应力值与有限元计算值之间的误差。结果表明,有限元计算模型最大误差为4．72％,所建立的三维空间有限元和储罐弹性地基接触模型能够真实模拟储罐的受力状态和应力分布,可为大型弹性地基储罐的应力分析提供理论依据。     

封头与筒体大错边容器有限元分析

用有限元法对 1台封头与筒体存在大错边的容器进行了应力分析 ,得出了应力在错边区域的分布 ,采用线处理法对有限元计算结果进行了分类处理 ,并按照分析设计原理进行了强度评定 ,为该容器的安全运行提供参考依据     

Cameron结构的防喷器壳体有限元分析

参考美国Cameron公司的闸板防喷器,所设计的壳体采用长圆形的闸板腔结构。利用Cos-mosworks 2008有限元分析软件计算单闸板防喷器壳体模型在额定工作压力35 MPa和静水压力52.5 MPa工况条件下的应力分布及危险点,并按照ASME规范分析其应力组合,表明该设计是安全的。     

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。     

含膨胀节固定管板换热器管板的简化计算探讨

为简化带波形膨胀节固定管板换热器管板的有限元分析计算,以某余热回收换热器为例,利用ANSYS软件分别建立该换热器管板的全模型和简化模型,并将两种模型的管板应力及位移分布进行对比。结果表明:简化模型管板的Tresca当量应力分布及径向位移分布与全模型的一致,但简化模型管板的计算最大应力强度值比全模型约大2.6%。计算结果证明此简化方法可行。     

大型卧式容器有限元应力分析

介绍了采用20节点三维等参单元对大型双鞍座卧式容器的受力状况进行的有限元应力分析,给出了不同径厚比及不同载荷工况下容器各典型截面的位移和应力分布曲线,以及最危险工况,并研究了鞍座处筒体的扁塌行为。     

基于ANSYS/WORKBENCH的压力容器接管应力分析

使用Ansys/workbench有限元分析软件对不满足GB150《钢制压力容器》规范设计条件的容器接管进行分析设计,通过Ansys有限元应力分析获得了压力容器接管的应力分布。在危险截面选择最大应力路径进行线性化处理,得到主要应力、主要应力+次要应力等各项指标,与分析设计规范JB4732-1995进行比较,满足分析设计要求。     

高压齿啮式快开盖密封装置的强度试验研究

为揭示高压齿啮式快开盖密封装置的受力特性和应力分布规律， 建立合理的工程设计方法， 设计了一台带平顶盖齿啮式快开盖密封装置的试验容器， 在建立了有限元分析模型后， 进行了有限元应力分析和试验研究， 得到了平顶盖齿啮式快开盖密封装置的受力特性和应力分布规律。研究结果表明， 啮合齿各齿的承载并不均匀， 环向应力不均匀系数达１－２４ ～１－４０ ， 在计算齿根部位应力时应考虑这种不均匀性， 但它对法兰静强度的影响很小。     

板翅式换热器有限元计算及分析

板翅式换热器构造复杂,在强度计算方面缺乏精确的公式计算方法。本文采用ANSYS有限元方法建立了板翅式换热器有限元模型,并通过该模型计算分析设计压力和爆破试验压力下换热器应力分布状况。其计算结果对板翅式换热器的使用有着指导作用。     

螺栓法兰联接的有限元数值计算

采用有限元分析方法,应用ANSYS软件分析容器法兰联接的强度,建立计算模型,施加边界条件并进行求解,得到螺栓联接结构的应力分布情况。该模型充分考虑了螺栓联接结构的应力集中,垫片材料的非线性性质和各元件间的接触关系的影响。分析结果显示,预紧和内压工况时,螺栓法兰连接件整体和各元件应力分布趋势基本一致,螺栓受到轴向的拉应力,螺母与法兰环接触受到压紧应力,产生应力集中,法兰环有从内向外张开的趋势。     

内压圆柱壳内伸式接管补强结构应力分布

针对内压圆柱形容器大开孔率内伸式接管补强结构,进行了三维线弹性有限元应力分析,得到内压圆柱壳内伸式接管补强结构的应力分布规律。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是可靠的,应用这个模型进行有限元分析可以得到内压圆柱壳内伸式接管补强结构的应力集中系数,为研究其应力集中系数规律奠定了基础。     

超范围非圆形截面容器的设计计算

非圆形截面容器设计，ＡＳＭＥ和ＧＢ１５０中有明确的规定，燕化公司化工一厂苯乙烯装置３００单元脱氢尾气冷却器ＥＡ－３０９壳程入口段为长圆形截面容器。由于结构特征，规范不适用，在重新设计时，针对其结构特征，进行了受力分析，推导出符合应力计算公式。     

环缝错边容器的有限元分析与容限探讨

采用有限元方法对 1台封头与筒体具有较大错边量的容器进行了应力分析 ,得到了错边区域的应力分布状况 ,并对其进行应力强度评定。结果表明 ,该容器错边部位的应力是满足应力分析准则的。通过对存在不同错边量的容器进行应力分析 ,探讨了容器的错边容限 ,对含有错边缺陷在役容器是否合乎使用的判断具有一定指导意义