ANSYS的橢圓封頭接管結(jié)構(gòu)的安全評(píng)定

文獻(xiàn)[1]根椐cd13a1.4—85結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)定,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭非徑向接管伸出長(zhǎng)度的計(jì)算作了較為精確的理論推導(dǎo),如圖1所示,其式為:

封頭面積怎么算 發(fā)表于:2009-10-2314:27:56 封頭面積公式： s=πr[r+h1×c+2h] 其中r=di/2h1=h-h標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭c=0.760346 公稱直徑 dn=di/mm 曲面深度 hi/mm 直邊高度h(mm) 254050 內(nèi)表面積s/m2,容積v/m3 svsvsv 300750.120.005 350880.160.008 4001000.200.012 4501130.250.016 5001250.310.0210.330.024 5501380.370.0280.400.031 6001500.440.0350.470.040 6501630.510.0440.540.049 7001750.590.055

對(duì)橢圓封頭徑向多接管結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元強(qiáng)度分析。在評(píng)定應(yīng)力強(qiáng)度時(shí)采用設(shè)計(jì)壓力載荷進(jìn)行分析,在分析疲勞強(qiáng)度時(shí)采用疲勞應(yīng)力幅進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上運(yùn)用疲勞累積損傷理論得出該結(jié)構(gòu)滿足疲勞設(shè)計(jì)要求的結(jié)論。通過(guò)算例詳細(xì)介紹了該分析方法的實(shí)施過(guò)程。

設(shè)計(jì)了橢圓封頭上圓接管開(kāi)孔及圓接管展開(kāi)下料的通用程序。接管軸線與封頭中心軸線平行。程序給出了橢圓封頭上圓接管開(kāi)孔和圓接管展開(kāi)圖的各部分尺寸及示意圖,人們可據(jù)此直接排板下料,可提高施工質(zhì)量及工效。

本文運(yùn)用有限元分析方法,對(duì)橢圓封頭開(kāi)孔接管結(jié)構(gòu)的局部應(yīng)力進(jìn)行了分析,以彈性應(yīng)力分析和塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則為基礎(chǔ),真實(shí)準(zhǔn)確地對(duì)該局部的應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行了安全評(píng)定。

在對(duì)橢圓封頭上接管載荷狀態(tài)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)橢圓封頭和接管的連接加強(qiáng)結(jié)構(gòu)提出了幾種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案;然后對(duì)所有設(shè)計(jì)的幾種連接加強(qiáng)結(jié)構(gòu),應(yīng)用有限元方法建立計(jì)算模型,應(yīng)用ansys軟件進(jìn)行了應(yīng)力計(jì)算,得到了幾種連接加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的詳盡應(yīng)力場(chǎng);在對(duì)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果分析的基礎(chǔ)上,對(duì)所設(shè)計(jì)的幾種結(jié)構(gòu),從結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、材料的節(jié)省以及加工制造的難易等幾方面進(jìn)行了綜合的分析和對(duì)比,最終給出了一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)和制作簡(jiǎn)便的封頭-接管連接加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

為了設(shè)計(jì)化工容器上常見(jiàn)的橢圓封頭/接管連接結(jié)構(gòu),根據(jù)設(shè)計(jì)條件提出了3種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案.采用有限元法,運(yùn)用ansys軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)應(yīng)力計(jì)算,得到了3種結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布.通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和加工簡(jiǎn)便性的綜合分析,給出了一個(gè)最佳的橢圓封頭的連接加強(qiáng)結(jié)構(gòu).

秦皇島煙草機(jī)械有限責(zé)任公司是國(guó)家煙草機(jī)械定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)之一,主要生產(chǎn)煙絲處理段的各種產(chǎn)品。應(yīng)用膨脹煙絲是實(shí)現(xiàn)卷煙降焦的最佳措施之一,煙絲填充值

針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭強(qiáng)度計(jì)算中幾個(gè)參數(shù)選取的常見(jiàn)問(wèn)題，從實(shí)際，理論上加以分析，提出了自己的看法。

橢圓封頭拼接縫各區(qū)域曲率不一,探傷時(shí)必須保證滿足k值要求。本文研究了使用周向x光機(jī)內(nèi)照法分段曝光方法,底片質(zhì)量不僅符合jb4730-94標(biāo)準(zhǔn)ab級(jí)的要求,而且提高了工作效率。

通過(guò)理論計(jì)算分析了橢圓封頭大開(kāi)孔結(jié)構(gòu)的一般情況,即兩個(gè)相互干涉的邊界對(duì)封頭結(jié)構(gòu)性能的影響問(wèn)題.發(fā)現(xiàn)當(dāng)開(kāi)孔率達(dá)到90%(即r/r=0.9)時(shí),盡管兩個(gè)干涉的邊界相距很近,但開(kāi)孔邊界的應(yīng)力集中問(wèn)題仍然可以按接管邊界單獨(dú)存在的情況進(jìn)行處理.這一發(fā)現(xiàn)表明,開(kāi)孔率較大的情況下,邊界效應(yīng)的相互干涉和影響應(yīng)當(dāng)加以考慮的傳統(tǒng)觀點(diǎn)需要加以修改,從而為提供更簡(jiǎn)潔的工程設(shè)計(jì)方法打下了基礎(chǔ).

針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭強(qiáng)度計(jì)算中幾個(gè)參數(shù)選取的常見(jiàn)問(wèn)題,從實(shí)際、理論上加以分析,提出了自己的看法

通過(guò)對(duì)內(nèi)壓標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭沖壓成型后的實(shí)際壁厚進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)參考相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相應(yīng)各點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力分析,合理解決了選擇內(nèi)壓標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭壁厚沖壓減薄量的問(wèn)題。

熱壓制是壓力容器封頭制造中常見(jiàn)的工藝之一。對(duì)不銹鋼橢圓封頭,其壓制工藝過(guò)程特殊。通過(guò)一次質(zhì)量事故分析,提出了不銹鋼橢圓封頭熱壓制過(guò)程中影響裂紋形成的因素。

就壓力容器封頭設(shè)計(jì)中應(yīng)注意到的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了討論。

采用有限元法對(duì)大型厚壁橢圓封頭的一次和多次熱沖壓成形工藝進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)比分析厚壁封頭在兩種成形工藝下的壓機(jī)成形載荷和封頭成形壁厚的差異,并研究不同凹模直徑對(duì)封頭多次成形載荷和壁厚的影響。研究結(jié)果表明,多次熱沖壓可以有效地降低封頭的成形載荷60%左右。多次熱沖壓封頭壁厚比一次成形稍有減薄,但最大減薄率為5.9%,在合理要求范圍內(nèi)。通過(guò)與相近規(guī)格封頭進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比,壁厚分布規(guī)律相一致,因此能夠達(dá)到較好地預(yù)測(cè)成形的目的。

本文在文獻(xiàn)[1]的基礎(chǔ)上用薄殼理論分析了橢圓封頭上大開(kāi)孔平齊接管邊界效應(yīng)問(wèn)題,用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明,除了焊縫區(qū)之外,本文提出的計(jì)算理論是可靠的。

46810121416182022242628303234 d外h外 13333224221218226223220217214 15940255252250257254251248246 21955327324322329326323320318 27368392389386394391388385382 32581454452449456453450448445 37794517514511518516513510507524522 426107576573570577574572569566583580 d內(nèi)h內(nèi) 30075434436438450452454456458480 35088494

46810121416182022242628303234 d外h外 13333224221218226223220217214 15940255252250257254251248246 21955327324322329326323320318 27368392389386394391388385382 32581454452449456453450448445 37794517514511518516513510507524522 426107576573570577574572569566583580 d內(nèi)h內(nèi) 30075434436438450452454456458480 35088494

封頭下料尺寸表 直邊高度25落料尺寸直邊高度40落料尺寸 內(nèi)徑dg 曲面 高度壁厚3～8毫米壁厚10～16毫米 10025190 15037.5236263 20050300330 25062.5355385 30075420450 35087.5480510 400100543573 450112.5615645 500125685715 550137.5732762 600150795830 直邊高度25落料尺寸直邊高度40落料尺寸內(nèi)徑 dg 曲面 高度3456810121416 650163873873873873873910910910910 700175920920920920930950

采用工裝胎具和合理安排焊接工序,解決大型容器的薄壁奧氏體不銹鋼橢圓封頭的組焊問(wèn)題。

本文分別采用以彈性分析為基礎(chǔ)的應(yīng)力分類法及塑性分析法對(duì)橢圓封頭多孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,依據(jù)jb4732-1995進(jìn)行強(qiáng)度校核。結(jié)果表明,應(yīng)力分類法由于難以區(qū)分一次應(yīng)力和二次應(yīng)力,為安全起見(jiàn)需增加接管和封頭的厚度。而塑性分析法得到唯一的結(jié)構(gòu)塑性極限載荷,設(shè)計(jì)載荷不超過(guò)極限載荷的2/3,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核通過(guò)。在彈性分析應(yīng)力分類較復(fù)雜的情況下,塑性分析計(jì)算結(jié)果唯一,不會(huì)因設(shè)計(jì)者的水平不同而產(chǎn)生較大誤差,值得推廣。