移动式深冷压力容器典型八点支撑结构应力分析及结构优化

发布时间：2017-07-13 23:00

  本文关键词：移动式深冷压力容器典型八点支撑结构应力分析及结构优化

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【摘要】：八点支撑结构是移动式深冷压力容器中的典型支撑结构,保证其安全性对于移动式压力容器至关重要。目前对于八点支撑结构的设计基本按照工程经验,缺乏系统的研究。鉴于此,本文以某公司研制的低温液体运输罐车为研究对象,采用试验研究了其支撑材料-玻璃钢的力学性能,采用数值模拟的分析方法对低温液体运输罐车四种运输工况下的受力情况进行分析,并研究了八点支撑结构的几何参数对结构强度的影响规律。本文的主要研究工作及结论如下：(1)采用试验研究了支撑材料-环氧玻璃钢的力学性能,分析了其失效特点,为后续开展支撑结构的安全分析及优化研究提供相关的基础数据。(2)采用有限元数值模拟方法,得到了低温液体运输罐车在四种不同工况下的应力分布情况,并重点对八点支撑结构处进行了应力分析。研究结果表明,在深冷容器在承受纵向2倍重力加速度的工况下,固定端下支撑处的应力最大。(3)基于危险工况,采用有限元方法重点研究了八点支撑相关几何参数对内容器应力的影响规律,研究结果表明,垫板直径及其厚度对内容器应力的影响不大,而支撑角度以及支撑距离对内容器应力有一定的影响,并给出了合理的建议。(4)分析了目前常用的八点支撑结构与外容器的连接形式。并在危险工况下,研究了支撑的套筒结构几何参数对外容器的应力影响规律,为八点支撑结构的设计制造提供相关的数据参考。
【关键词】：深冷容器 八点支撑 有限元计算 结构强度
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH49
【目录】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 课题的相关背景及其意义9-10
• 1.1.1 深冷压力容器的应用9
• 1.1.2 课题研究意义9-10
• 1.2 移动式深冷压力容器的特点10-13
• 1.2.1 移动式深冷压力容器的绝热形式10-11
• 1.2.2 移动式深冷压力容器的支撑结构形式11-13
• 1.3 移动式深冷压力容器的相关规范13-14
• 1.4 移动式深冷压力容器八点支撑结构设计14-15
• 1.5 目前的研究状况15-17
• 1.5.1 结构强度分析方面15-16
• 1.5.2 流体研究的方面16
• 1.5.3 研究成果的总结16-17
• 1.6 目前存在的问题17
• 1.7 本文的研究内容17-20
• 1.7.1 研究内容18
• 1.7.2 研究技术路线18-20
• 第2章 环氧玻璃钢材料性能试验研究20-25
• 2.1 前言20
• 2.2 环氧玻璃钢材料力学性能试验20-23
• 2.3 本章小结23-25
• 第3章 不同工况下八点支撑结构应力分析25-41
• 3.1 前言25
• 3.2 移动式深冷压力容器设计参数25-26
• 3.3 移动式深冷压力容器基本结构26
• 3.4 移动式深冷压力容器有限元计算26-32
• 3.4.1 几何模型26-27
• 3.4.2 网格模型27
• 3.4.3 边界条件27-32
• 3.4.3.1 惯性力载荷施加方法27-28
• 3.4.3.2 工况1(罐车纵向2倍重力加速度)28-29
• 3.4.3.3 工况2(罐车横向1倍重力加速度)29-30
• 3.4.3.4 工况3(垂直向上1倍重力加速度)30-31
• 3.4.3.5 工况4(垂直向下2倍重力加速度)31-32
• 3.5 低温液体运输半挂车结果分析32-39
• 3.5.1 强度校核标准32-33
• 3.5.2 工况1(罐车纵向2倍重力加速度)33-34
• 3.5.3 工况2(罐车横向1倍重力加速度)34-36
• 3.5.4 工况3(垂直向上1倍重力加速度)36-38
• 3.5.5 工况4(垂直向下2倍重力加速度)38-39
• 3.6 本章小结39-41
• 第4章 八点支撑结构优化研究41-57
• 4.1 前言41
• 4.2 八点支撑结构相关理论41-42
• 4.3 有限元模型的假设与简化42
• 4.4 八点支撑结构参数变化对结构强度的影响42-50
• 4.4.1 垫板直径的影响43-45
• 4.4.2 垫板厚度的影响45-46
• 4.4.3 支撑角度θ的影响46-48
• 4.4.4 支撑与封头距离A的影响48-50
• 4.5 套筒参数对八点支撑结构的影响研究50-55
• 4.5.1 八点支撑与外容器的连接结构形式51-52
• 4.5.2 八点支撑与外容器连接结构的应力分析52-55
• 4.5.2.1 有限元模型的简化52-53
• 4.5.2.2 载荷及边界条件53
• 4.5.2.3 套筒厚度对于结构的受力影响53-54
• 4.5.2.4 套筒伸长量对于结构的受力影响54-55
• 4.6 本章小结55-57
• 第5章 结论与展望57-59
• 5.1 本文小结57
• 5.2 展望57-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 攻读硕士学位期间发表的研究成果64

【参考文献】

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本文编号：538675