锅壳式锅炉管板应力有限元分析及优化设计

发布时间：2021-04-03 21:53

　　针对某锅壳式锅炉管板的结构仿真分析和强度计算问题,根据相关的理论和方法建立了有限元仿真模型,并采用通用有限元软件ANSYS Workbench的结构静力分析模块进行应力计算,得到了管板的变形云图和应力云图。在结构分析的基础上,根据相关强度理论和材料标准对模型进行应力结果的评定和分析,结果显示,所有部件满足强度要求并且留有较大的设计余量。在保证强度要求的前提下,对锅炉的锅壳和管板进行结构优化,减少了锅炉的整体重量并降低了材料成本。 

【文章来源】：锅炉制造. 2020,(03)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

边界条件设置结果

图5 整体变形云图(单位:mm)从NB/T 47012-2010《制冷装置用压力容器》标准中可以查到200℃下20号钢管的许用应力为118MPa,而Q345R钢板的许用应力为165MPa。考虑到压力容器材料的通用性,这两种材料的许用应力可以用于锅炉管板的强度校核,锅炉管板有限元分析结果见表3。

针对前面的分析结果,可以对锅壳和管板的结构尺寸进行适当优化,使其最大应力接近于许用应力,以减少锅炉的整体重量。将锅壳和管板的厚度尺寸由原先的14mm减小到8mm,其他尺寸保持不变,优化后的有限元分析结果整理如下:图9 模型优化后整体应力云图(单位:MPa)

【参考文献】：
期刊论文
[1]工业锅炉现代设计与开发[J]. 黄辉.  中国标准导报. 2012(02)
[2]容器壳体切向接管区应力数值计算和强度分析[J]. 李会强,淡勇,王丽,贺锋.  石油化工设备. 2011(02)
[3]压力容器切向开孔接管区的应力分析设计[J]. 王定标,魏新利,向飒,郭茶秀,吴金星.  石油机械. 2006(04)



本文编号：3117153