含凹坑缺陷的推进剂储存容器安全性评价

发布时间：2024-06-27 21:12

　　利用ANSYS有限元分析软件对含凹坑缺陷推进剂储存容器的安全性进行评价,通过建立球形凹坑缺陷模型,分别研究了不同缺陷直径和缺陷深度下,缺陷部位的等效应力分布规律,并对补强后的凹坑缺陷位置的最大等效应力进行了分析。研究结果表明,凹坑缺陷部位均出现了应力集中现象,且随着缺陷直径和深度的增加,最大等效应力均出现增大趋势;缺陷深度对最大等效应力的影响程度要高于缺陷直径,占主导作用;采取补强措施可以有效降低凹坑附近的应力集中现象。该结论为推进剂储存容器的安全评定提供了理论依据,也为容器的保养和维护维修提供了理论支持。

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【部分图文】：

图1不含凹坑模型

采用ANSYSWorkbench14.5进行建模,在承受压力时,其缺陷附近出现应力集中现象,导致该区域有出现最先被破坏的趋势,所以在进行模拟分析时一般都是选取包含缺陷区域容器的一部分进行研究,课题在模拟中选取缺陷形状为球形模型。查阅相关文献,为了消除边界效应,根据圣维南原理[6....

图2含有凹坑模型

图1不含凹坑模型选择三维八节点六面体SOLID45单元模型进行网格划分,缺陷处会出现应力集中现象,分析的重点应该在缺陷及周边处,该区域加大网格划分密度,提高有限元分析的准确性[8]。

图3不含凹坑储存容器分析结果

对不含凹坑压力容器进行有限元分析,用来对比凹坑及补强的结果。容器外壁的应力云图见图3。由图3可知,容器壁面上应力分布较为均匀,容器筒体的等效应力最大为27.3MPa,由于该应力远小于材料的许用应力102.5MPa,说明在没有缺陷时,容器本身能够满足强度的安全性要求,该容器在出....

图8补强后应力云图

由上述分析可得,当容器表面不含凹坑时,容器所受应力均匀分布,均值约为26.5MPa(见图3);当容器表面含有凹坑(D=600mm,h=50mm)时,在凹坑附近形成应力集中,最大应力为σ=55.24MPa(见图4c)。该等效应力值远小于容器材料的许用应力[σ]=102.5....

本文编号：3995938