壳单元在压力容器分析设计中的应用

分别采用体单元和壳单元对内压作用下的斜锥壳过渡区进行了参数化有限元分析计算.计算结果表明,采用壳单元与采用体单元相比,最大MISES相当应力的位置及大小几乎不变,但局部薄膜应力的相当应力及薄膜加弯曲应力的相当应力均稍偏大.在所计算的参数范围内,局部薄膜应力的相当应力最大偏差为3.2%,薄膜加弯曲应力的相当应力最大偏差为9.14%.可见在大规模压力容器有限元应力分析中,包括总体结构不连续区在内的大部分区域可采用壳单元代替实体单元进行计算,以节省计算资源用于局部结构不连续区的详细分析.这样可在一次分析中同时得到总体结构不连续区及局部结构不连续区较为准确的数值解.     

非焊透阶梯导波杆用于高温管道超声测厚的实验研究

将与管道材料相同的阶梯导波杆以非焊透的形式垂直地焊接在管道监测部位,导波杆的中上部设置冷却装置,使端部温度降低以便使用常规超声波探头及耦合剂进行测量,从而实现高温管道壁厚超声波监测.以碳钢材料为例,利用数字超声波探伤仪CTS-2020对焊接导波杆的圆平板进行了测量.只要保证导波杆阶梯段的温度接近被测构件的温度,利用阶梯段的已知长度及各反射波声程差,不需修正即可推算圆平板的厚度.与圆平板实际厚度相比,误差小于0.15 mm,可满足高温管道壁厚检测要求.     

内压球壳大开孔接管区电阻应变测量中不确定度的评定

本文对内压球壳大开孔接管区电阻应变测量进行了测量不确定度的B类评定 ,发现其外壁应力测量相对标准不确定度一般不超过 2 % ,可满足实验应力分析要求     

一种简易的径向位移引伸计

介绍了一种简易径向位移引伸计的结构及设计方法,根据其一次敏感元件的力学模型,推导了一次敏感元件的灵敏度。利用电阻应变测量技术,对自行设计的一套以65Mn薄钢片为一次敏感元件的引伸计进行了标定,实验表明:引伸计具有较高的灵敏度和线性度。与计算值相比,灵敏度误差仅为0.8%。该引伸计可用于内压循环弯曲管道及类似构件的径向变形的测量。     

大尺寸容器开口接管雌雄样板的打印

针对大尺寸容器开口接管的雌雄样板打印问题,提出了先分条打印再组对的方法,以圆筒开口接管为例,利用VBA对AutoCAD进行二次开发,编制了相应雌雄样板放样软件,解决了在可绘制图幅有限的绘图机上打印大尺寸样板的问题.     

固定管束釜式重沸器斜锥壳转角过渡区应力分析

对固定管束釜式重沸器的斜锥壳元件建立了简化力学模型,并进行了有限元分析计算,结果表明大端转角过渡区存在较大的弯曲应力.随后对一系列结构尺寸的斜锥壳进行了计算,整理了斜锥壳大小端转角过渡区在各计算参数下基于分析设计的应力强度水平系数.结果表明,无论大端还是小端,应力强度水平系数随大小端直径比的增大及斜锥角的增大而增大.一次加二次应力的应力强度水平系数总是大端转角过渡区较大.而局部薄膜应力的应力强度水平系数当大小端直径之比较小时,小端较大;当大小端直径之比较大时,大端较大.     

轴向移动温差作用下焦炭塔筒体循环塑性分析

对焦炭塔材料15Cr Mo R在20℃、200℃、300℃及400℃下进行单轴拉伸试验与单轴棘轮效应试验,利用OW-II随动强化模型对材料的棘轮应变进行预测,模型能较好地预测材料稳定段的棘轮应变率。运用动态坐标系法对焦炭塔进油及进水两种工况进行瞬态温度场分析,确定轴向移动温差及其特征量,为焦炭塔循环塑性分析确定简化的温差特征载荷。对焦炭塔筒体进油生焦及进水冷焦两种工况进行循环塑性分析,发现进油及进水轴向温差渐变范围下对齐时结构具有更大的棘轮应变率,内压循环的同时作用会增大结构的棘轮应变。通过参数化计算,确定焦炭塔结构的棘轮边界,当进水轴向温差高度较小时棘轮边界受内压循环的影响较大。     

加氢反应器h型锻件与裙座连接侧厚度的确定

采用有限元法对加氢反应器h型锻件与筒体、封头及裙座连接区进行了机械应力与温度应力分析 ,并对关键位置进行了应力评定 ,发现h型锻件与裙座连接侧的厚度不能仅根据JB4 710—1992《钢制塔式容器》确定的裙座厚度决定 ,而应按分析设计的观点进行应力分析 ,以充分考虑h型锻件与裙座间变形协调所引起的边缘应力及温度应力 ,进而确定h型锻件与裙座连接侧的合理厚度。     

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。