蒸压釜典型结构的有限分析与优化研究

发布时间：2017-10-13 01:21

  本文关键词：蒸压釜典型结构的有限分析与优化研究

  更多相关文章： 蒸压釜 多支座结构 齿啮式快开结构 风险评估 有限元分析

【摘要】：蒸压釜是一类应用于多个领域的大型蒸养设备,但是由于结构和工艺条件特殊等原因,蒸压釜在生产过程中时常出现事故,给人民生命财产安全带来极大的隐患。其中多支座结构、齿啮式快开结构和安全联锁装置是出现事故较多的位置。为此工程科研人员曾对其进行大量研究,也取得了一定的成果,但是仍存在一些尚未解决的问题。比如,多支座结构设计方面一直以来也没有一个完整的设计方法；对于蒸压釜结构中的齿啮式快开结构部分往往忽视刚度校核；由于安全联锁装置结构庞杂、元件较多,加之人为误操作导致事故频发,急需进行对安全联锁装置的风险评估。鉴于此,本文针对蒸压釜主体结构中的多支座结构、齿啮式快开结构进行力学研究,从安全评价角度对蒸压釜进行整体的风险评估。本文以满足强度、稳定性和疲劳三方面校核为约束条件,综合考虑了影响支座结构设计的四方面主要因素进行研究。利用有限元方法进行大规模研究计算,得到了一套完整的蒸压釜多支座结构设计方法。其中通过对材料、设计压力、设备内径、筒体长度四方面因素的研究,本文主要解决了支座数量选择问题,建立了蒸压釜多支座数量选择方法和壁厚补偿方法。本文的研究成果为蒸压釜支座数量的确定提供了理论依据,弥补了这一领域的空白。本文利用有限元计算方法分别从强度、刚度、疲劳三个角度对蒸压釜齿啮式快开结构进行全面的力学评定。本文研究了快开结构不同啮合状态、不同齿形结构对快开结构力学性能的影响,研究结果表明径向错动和周向错动会使快开结构的各项力学性能明显恶化；本文对齿数和齿宽的研究表明,增加齿数和增加齿宽对结构的力学性能则有着明显的改善。本文的研究结果充分说明了保证釜齿完全啮合的重要性和定期矫正法兰圆度的必要性,同时也对齿形结构给出了合理化建议。本文采用故障类型和影响分析法结合风险矩阵对蒸压釜整体存在的风险进行评估,评估过程中综合考虑到从加工设计、安装制造、维护运行及操作等各个环节的失效形式,并对其发生机理和应对措施进行分析。形成了一套针对蒸压釜的全面风险评估方法。为蒸压釜的风险防范、事故处理预案制定提供理论依据。
【关键词】：蒸压釜 多支座结构 齿啮式快开结构 风险评估 有限元分析
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH49
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-22
• 1.1 课题来源及研究目的和意义14
• 1.2 蒸压釜的结构特点与工作原理14-16
• 1.3 蒸压釜的国内外研究进展16-21
• 1.3.1 蒸压釜多支座结构设计理论发展现状17-19
• 1.3.2 蒸压釜齿啮式快开结构设计理论的发展现状19-20
• 1.3.3 蒸压釜安全联锁装置的发展现状20-21
• 1.4 课题研究主要内容21-22
• 第二章 蒸压釜多支座结构有限元分析和支座布置方式的研究22-60
• 2.1 常规设计方法概述22-26
• 2.2 蒸压釜多支座结构的有限元分析26-38
• 2.2.1 蒸压釜的基本参数26-27
• 2.2.2 基于分析设计方法对蒸压釜多支座结构的分析27-36
• 2.2.3 分析设计方法与常规设计方法的比较36-38
• 2.3 基于“综合设计法”对蒸压釜支座数量的选择38-54
• 2.3.1 等间距布置下支座个数的选择39-50
• 2.3.2 支座不等间距布置条件下支座排布的合理化建议50-54
• 2.4 对本文蒸压釜结构的优化研究54-59
• 2.5 本章小结59-60
• 第三章 蒸压釜齿啮式快开结构的有限元分析与齿形优化60-84
• 3.1 蒸压釜齿啮式快开结构60-61
• 3.2 蒸压釜齿啮式快开结构力学模型与受力分析61-63
• 3.3 蒸压釜齿啮式快开结构的有限元分析63-68
• 3.3.1 蒸压釜齿啮式快开结构的有限元模型的建立与约束条件的确立63-66
• 3.3.2 蒸压釜齿啮式快开结构的应力评定66-68
• 3.4 蒸压釜齿啮式快开结构不同工作状态下的力学研究68-76
• 3.4.1 釜齿周向错动对强度、刚度和疲劳性能的影响69-73
• 3.4.2 釜齿径向错动对强度、刚度和疲劳性能的影响73-76
• 3.5 蒸压釜齿形结构优化76-82
• 3.5.1 齿数对齿啮式快开结构性能的影响77-79
• 3.5.2 齿宽对齿啮式快开结构性能的影响79-82
• 3.6 本章小结82-84
• 第四章 蒸压釜的整体设计及风险评估84-100
• 4.1 实际蒸压釜的整体设计84-85
• 4.2 蒸压釜失效风险评估分析85-97
• 4.2.1 蒸压釜故障类型及影响分析86-95
• 4.2.2 蒸压釜结构失效风险评估95-97
• 4.3 安全联锁装置对快开结构的改进97-99
• 4.4 本章小结99-100
• 第五章 结论与展望100-102
• 5.1 结论100
• 5.2 展望100-102
• 参考文献102-106
• 致谢106-108
• 研究成果及发表的学术论文108-110
• 作者和导师简介110-111
• 附件111-112

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 方瑜;王晓利;;调整鞍座位置进行优化设计的分析和计算[J];甘肃科技;2009年19期

2 周迎义;;蒸压釜的工作特点及失效模式[J];装备制造技术;2012年10期

3 马家赏;;蒸压釜的设计与使用(三)[J];硅酸盐建筑制品;1980年05期

4 王梅梅,阚振荣,郭春雨,张祥;饮水中藻类在不同培养基中的生长状况[J];河北大学学报(自然科学版);2005年02期

5 盛水平;刘延雷;陈海云;何承代;;典型快开门式压力容器爆炸失效规律研究[J];化工设备与管道;2010年05期

6 龚曙光,谢桂兰;压力容器安全联锁自动快开门装置的研制[J];化工装备技术;2004年01期

7 矫明;张华;张倩;;基于Matlab的多支座蒸压釜的受力分析和强度计算[J];化工装备技术;2007年02期

8 尹华杰;赵凤娟;;齿啮式快速开关盖装置的研究进展[J];河北化工;2008年02期

9 丁无极;;快开门压力容器安全联锁装置现状与检验探讨[J];中国科技信息;2008年09期

10 郑津洋,苏文献,徐平,刘爱平;基于整体有限元应力分析的齿啮式快开压力容器设计[J];压力容器;2003年07期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 顾荣利;快开门式压力容器爆炸事故分析与研究[D];浙江工业大学;2013年

2 胡有亮;大型多鞍座支撑卧式容器应力分析与试验研究[D];北京化工大学;2014年

，

本文编号：1022026