表6-4 计算基础数据
图6-13 瓶式压力容器简图
表6-5 强度计算条件
表6-6 材料在计算温度下的常数
注:设计应力强度及弹性模量按JB 4732—1995选取。
表6-7 疲劳计算条件
2.结构分析和力学模型
(1)结构分析
根据厂家提供的分析计算条件及具体结构特点和分析要求,在计算中可以截出从端部算起1000mm的一部分结构,其余部分的应力分布和截开部位的应力分布相同。截出的端部计算模型如图6-15所示。按照图6-15中的细部尺寸和关键点、线的布置,利用ANSYS中自下而上的建模方式,建立结构的剖面区域。
(2)结构力学模型与分析(图6-16、图6-17)
根据结构特性和载荷特性,在有限元模型构建中,采用轴对称力学模型进行分析,位移边界条件和所用单元如下:
图6-14 载荷与时间的关系示意图
图6-15 端部细节尺寸示意图以及实 体建模关键点和线的布置
图6-16 单元剖面上内压荷载和端部集中力
图6-17 端部部位有限元模型
1)位移边界条件:
在筒体对称面上加对称约束,在筒体下端取X向和Y向位移为零,即
ΔX=0,ΔY=0。
2)有限单元选择:
结构采用ANSYS有限元软件提供的8节点轴对称单元(PLANE82)。
3)力边界条件(设计状态):
内压:P=23MPa(www.xing528.com)
模型壳体小端端部等效拉应力:
(3)设计状态下的有限元分析结果
在设计内压23MPa下,有限元分析结果如图6-18所示。
端部部位A—A截面的应力分析结果以及线性化路径如图6-19、图6-20所示。
3.应力强度评定
对于路径A—A(图6-19、图6-20):
分析路径如图6-19、图6-20所示,其路径分析结果见附件1,评定结果见表6-8。
强度评定结论:通过!
图6-18 端部部位应力分析结果及变形示意图(变形已放大)
图6-19 端部部位A—A截面
图6-20 端部部位A—A截面的线性化应力分布图
表6-8 评定结果
同理,可进行其他任意截面的应力分析及应力强度评定。
4.疲劳强度评定
在工作压力状态下,最大应力出现在设备圆筒部位的内壁(节点498),对该点进行的疲劳分析结果参见附件2。
最大应力点的疲劳分析结果:
实际计算循环次数29200
积累使用系数=0.03164<1.0
疲劳强度评定结论:通过!
附件1:截面A—A设计状态下的应力强度值
附件2:疲劳分析结果
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