钢制低温压力容器的安全与改进研究

发布时间：2017-07-30 11:05

  本文关键词：钢制低温压力容器的安全与改进研究

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【摘要】：随着社会经济的快速发展，资源紧缺现状越发明显，安全、经济、节约的生成方式和提高资源利用率的发展目标已成为我们的意识。压力容器凭其特有的优势被广泛应用于工业界。由于其内装物和工作条件的特殊性，发生的安全事故往往造成难以预估的损失。因此，压力容器的安全可靠性能备受关注，科学的结构设计、合理的材料使用、制造检测工艺、安全分析理论、标准规范以及有效的分析手段等方面的研究，一直是学术界和工业界的活跃领域。 随着以可持续发展的绿色环保理念引领推行的“气代油”作为动力燃料时代的到来，盛装LNG（液化天然气）的压力容器也必然突增。鉴于其本身特点和广泛的使用领域，压力容器的科学合理有效的设计和可靠的安全性能分析刻不容缓。 本文在这样的背景下，以提高材料利用率和压力容器的安全性能为目的，，使用分析设计方法对钢制低温压力容器的结构受力安全进行评估。 论文对确定的研究对象以ANSYS软件为数值分析手段，严格遵循力学基础理论和工程现行标准规范进行分析设计。建立有效的有限元模型，对结构进行了静载荷分析、撞击惯性力作用分析、模态分析和地震谱分析等力学性能分析，在此分析结果上提出合理有效的结构改进建议。研究内容依据以上分析内容进行，并参考相关国家和行业标准规范，严格给定材料属性参数，对分析结果进行应力分类，然后使用合理的应力评定准则对容器分析结果进行应力评定。根据标准中的应力评定准则，原结构方案满足安全设计要求，但安全余量偏小。 由于应力分类中各类应力对压力容器的破坏机理和危害程度不同，结合力学基础理论，在原方案的分析结果上提出合理有效的结构改进建议，改进方案能够有效改善压力容器的力学性能。
【关键词】：压力容器 有限元 模态分析 谱分析 应力评定
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH49
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景意义9-10
• 1.2 国内外研究压力容器使用现状10-11
• 1.3 国内外压力容器分析研究情况11-13
• 1.4 本文研究内容13-14
• 2 理论基础及结果评判依据14-19
• 2.1 基本理论14-16
• 2.2 有限元法16-17
• 2.3 结果评定方法17-19
• 3 参数确定及模型建立19-28
• 3.1 基本结构19-20
• 3.2 主要技术参数20
• 3.3 主要材料参数20-22
• 3.4 载荷情况22-23
• 3.5 有限元模型23-28
• 4 计算及结果分析28-56
• 4.1 静力分析29-44
• 4.2 模态分析44-49
• 4.3 地震频谱49-51
• 4.4 谱响应分析51-56
• 5 结构改进56-65
• 5.1 内罐封头壁厚调整56-58
• 5.2 内罐筒体与封头壁厚调整58-60
• 5.3 内外筒支撑连接方式调整60-62
• 5.4 结构改进后的模态62-65
• 6 总结与展望65-69
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：593871