塑性极限载荷分析法在圆筒接管开孔强度分析上的应用

选用大型通用有限元软件ANSYS对某筒体大开口模型进行了应力计算及评定,使用应力分类法对大开口处两条路径上的一次应力、一次加二次应力评定时,发现应力强度不能满足要求,依据JB 4732—1995(2005年确认)中的相关规定,对同一大开口模型进行了极限载荷分析,结果表明模型的设计内压小于最大允许内压,设计内压满足要求。由于应力分类法偏于保守,当对某些设备的局部部位进行强度校核时,在应力分类法不能通过的情况下,可使用塑性极限载荷分析法进行判定。     

极限载荷法在应力分析中的应用——压力容器应力分析设计中的六个重要问题(四)

在应力分析中存在着应力分类法和塑性极限载荷法,应考虑静强度和安定性问题引起的两种失效模式,文章对比了两种分析方法在评判静强度和安定性问题上的区别。极限载荷法相比应力分类法解决了静强度问题,可得到较为经济的解,但需要对安定性问题进一步校核。针对安定性问题,总结了三种求解安定压力的方法,指出极限载荷法和弹性分析相结合的计算方法是压力容器应力分析的好方法。     

压力管道开孔中极限载荷分析法的应用

在压力管道设计中,对于主管焊接非标准的分支管需要进行分析计算,计算方法主要有等面积补强法和有限元应力分析法等。本文针对实际工程中不能满足规范标准的支管连接方式,采用弹性应力分类法和极限载荷分析法分别进行计算校核,并通过爆破试验验证了极限载荷分析计算的可靠性。     

石化管道二次应力校核条件的来源

石化管道应力分析中，二次应力的校核是最基本的强度校核之一。管道二次应力校核条件来源于结构的安定性条件。通过满足安定性条件和引入许用应力范围减小系数，二次应力的校核条件可同时防止塑性疲劳和弹性疲劳破坏。     

塑性分析在椭圆封头设计上的应用

本文采用塑性分析中的极限载荷分析方法,对超过常规设计范围的薄壁椭圆封头的强度进行校核,并对制造检验提出相关要求,为工程技术人员提供参考。     

平封头双开孔接管结构有限元应力分析

平封头开孔接管区结构不连续,应力分布复杂,导致局部应力集中。利用有限元软件ANSYS,采用线弹性分析方法和极限载荷分析方法对平封头双开孔接管结构进行计算分析,将接管轴向拉力、轴向推力分别与内压耦合,得到了平封头双开孔接管结构应力分布及变化规律。计算分析结果表明,接管轴向拉力使平封头双开孔接管连接区弹性应力变大,应力集中程度提高,降低了平封头双开孔接管连接区的极限承载能力;接管轴向推力使平封头双开孔接管连接区弹性应力变小,提高了平封头双开孔接管连接区的极限承载能力。     

椭圆封头开孔接管局部应力分析

本文运用有限元分析方法,对椭圆封头开孔接管结构的局部应力进行了分析,以弹性应力分析和塑性失效准则、弹塑性失效准则为基础,真实准确地对该局部的应力强度进行了安全评定。     

圆筒径向开孔接管边缘处一次应力控制值的探讨

JB 4732—2005标准中的应力分类法针对不同类型的应力给出许用极限。一次应力SⅡ和SⅢ的许用极限为设计应力强度的1.5K倍。文章采用大型通用有限元软件ANSYS,对带径向开孔的圆筒进行弹性应力分析,取得两条路径上的膜应力和膜+弯应力,再对圆筒进行极限载荷计算,分析比较2种方法的计算结果,发现一次应力控制值随着开孔率的增加而增大。另外,对于开孔率较大的结构,SⅡ、SⅢ按1.5K控制,显得较为保守。     

极限载荷分析法在压力容器分析设计中的应用

压力容器分析设计一般采用弹性应力分析和应力分类的方法进行评定.随着计算技术的快速发展,比弹性应力分析法更贴近工程实际的极限载荷分析法的应用也已经得以实现.从极限载荷分析法相关的规范、力学原理及软件应用等方面探讨该方法在压力容器分析设计中的应用和注意事项.     

基于双剪强度准则的拉压异性材料厚壁圆筒的极限分析

本文运用双剪强度屈服准则对承受内压的拉压屈服强度不同材料厚壁圆筒进行了极限分析,得到了依赖于材料拉压比的弹性极限载荷和塑性极限载荷公式,分析结果表明,材料拉压屈服强度的不同对结构承载能力有一定的影响,所得到的极限载荷公式可供设计人员参考。     

不同设计标准下承压设备强度设计计算

从失效模式、强度要求、设计计算公式和计算结果等几个方面比较了现有主要国内外压力容器设计标准GB150、JB4732、EN13445和ASME中关于承压设备的设计方法。相比于常规设计和传统的弹性分析设计方法,新提出的设计方法主要运用有限元理论和塑性失效准则来校核储罐重要受压元件的强度,从而获得经济合理的壁厚值。通过比较分别运用上述设计标准获得的壁厚值表明,运用有限元数字化方法进行设计的中国标准,若通过塑性极限分析方法(如TES法和TI法)来校核高压储罐结构的强度,不仅避开了应力分类的难题,而且在满足静强度要求的同时更为保守。     

应变强化压力容器开孔补强有限元分析

基于有限元应力分析方法,分析了应变强化压力容器在强化压力下,不同补强结构的容器封头与接管连接处应力强度水平和塑性应变量。结果表明,补强圈补强与厚壁接管补强最大塑性应变量都符合标准要求,但考虑在容器封头与接管连接处的应力强度、塑性应变分布的差异,应变强化压力容器开孔补强使用厚壁接管补强结构更加合理。     

基于极限承载能力分析的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法

基于结构极限承载能力分析法,以3 000 m超深水重力式水下分离器为研究对象,根据ASMEVIII-I基本公式计算结构初始壁厚,借助有限元软件建立了超深水水下分离器整体模型,开展了基于5%最大主应变准则的极限承载能力校核和双非线性稳定性极限承载能力校核,并在此基础上提出递归循环算法优化壁厚,最终构建了超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法。根据最优壁厚制造了超深水水下分离器试验样机,开展了高压舱压溃试验,结果表明:本文所建立的超深水水下分离器整体模型具有较高精度,塑性极限分析和稳定性分析结果与试验结果的相对误差分别为13.11%、8.80%;本文所构建的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法充分利用了材料的极限承载能力,在保证结构高耐压和高可靠性的基础上,相比弹性应力分类法提高承载能力44.4%,并有效减小设计壁厚达20%。     

基于极限承载能力分析的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法

基于结构极限承载能力分析法,以3000m超深水重力式水下分离器为研究对象,根据ASMEVⅢ-Ⅰ基本公式计算结构初始壁厚,借助有限元软件建立了超深水水下分离器整体模型,开展了基于5%最大主应变准则的极限承载能力校核和双非线性稳定性极限承载能力校核,并在此基础上提出递归循环算法优化壁厚,最终构建了超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法。根据最优壁厚制造了超深水水下分离器试验样机,开展了高压舱压溃试验,结果表明:本文所建立的超深水水下分离器整体模型具有较高精度,塑性极限分析和稳定性分析结果与试验结果的相对误差分别为13.11%、8.80%;本文所构建的超深水水下分离器承压结构壁厚设计方法充分利用了材料的极限承载能力,在保证结构高耐压和高可靠性的基础上,相比弹性应力分类法提高承载能力44.4%,并有效减小设计壁厚达20%。     

椭圆弧加圆弧型封头最小有效厚度计算公式论证

采用无力矩理论对椭圆弧加圆弧型封头、标准椭圆形封头及标准碟形封头内压稳定性进行分析比较,认为椭圆弧加圆弧型封头比标准椭圆形封头及标准碟形封头的力学性能优越,提高了弹塑性极限许可载荷及应力分析设计许可载荷.对3种封头进行的线弹性和弹塑性有限元分析表明,椭圆弧加圆弧型封头可与筒体等厚度投料,或投料厚度比标准椭圆形封头小,节...     

球形封头上结构不连续处凹坑极限载荷分析

针对不同尺寸的含凹坑半球形封头与圆柱壳体连接结构压力容器 ,采用有限元极限分析方法研究了结构不连续处不同位置凹坑的极限载荷 ,得到了边缘应力效应对极限载荷几乎没有影响的结论 ,为含体积型缺陷的此类结构压力容器的安全评定提供指导。对有限元极限分析方法的正确性进行了实验验证 ,证明使用 5倍弹性斜率法求取极限载荷是合乎实际且偏于安全的     

快开盲板电测应力实验及有限元分析

为了解决液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)接收站大型高压快开盲板国产化的技术难题,对压力环型快开盲板(PN15 MPa DN1 300 mm)开展电测应力实验,并与有限元分析结果进行对比,验证了有限元模型的正确性。将有限元分析结果采用应力分类法和弹—塑性分析法分别进行强度校核,并利用有限元模型对快开盲板头盖厚度进行了优化。结果表明,压力环型快开盲板密封良好,各部件强度满足要求,优化后的头盖能满足强度要求。分析结果可为今后大型高压快开盲板的国产化设计提供借鉴。     

基于ANSYS Workbench压力容器开孔处应力强度比较

压力容器筒体上开有各种工艺管孔,对于有外载荷的接管经常需要校核开孔处局部应力。本文就接管开孔至邻近封头的不同距离,通过ANSYS WORKBENCH分析,对开孔处应力强度的影响进行比较。     

椭圆封头和球形封头压力容器弹—塑性行为数据分析

本文是对椭圆封头和球形封头压力容器的弹性－塑性变化的研究。该研究采用的是有限元分析和低界限分析法，获得了不同几何参数下的第一屈服压力、极限压力和试运压力，并和以前的结果做出比较。     

压力容器分析设计的实施方法

钢制压力容器的分析设计方法是基于塑性失效准则及弹塑性失效准则的设计方法。主要适用于设计压力不大于100MPa或具有交变载荷的容器。是以应力分析报告为基础的设计方法。分析设计的实施方法是，先对容器及部件进行载荷分析、结构分析和应力分析，再进行强度校核、应刀分类和评定，最后写出应力分析报告。并以此为基础做结构设计和确定容器壁厚。这对于新颁布的《钢制压力容器一分析设计标准》（JB4732—95）的执行，将具有一定的参考价值。