削边形式对筒体与封头过渡区应力分布的影响

发布时间：2021-06-14 05:41

　　利用ANSYS 16.0有限元分析软件,以半球形封头、椭圆形封头和无折边球形封头3种凸形封头为研究对象,通过改变削边长度和削边形式,得到其应力分布规律,并进行优化分析。结果表明:3种封头形式压力容器最大等效应力均集中于筒体和封头过渡区域;在相同尺寸和相同削边形式下,应力集中系数大小顺序为无折边球形封头>椭圆形封头>半球形封头;随着削边长度L的增加,椭圆形封头和无折边球形封头压力容器应力集中系数K均呈增大的趋势,对于半球形封头压力容器,削边长度L出现临界值;半球形封头压力容器优化效果最为明显。 

【文章来源】：化工机械. 2020,47(03)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

半球形封头与3种削边形式的结构示意图

改变削边长度L，考察削边长度L对不同削边形式球形封头压力容器的应力集中系数K的影响（表1）。由表1可见，不同削边长度和削边形式下，应力集中系数不同。半球形封头与筒体内平齐对接，外壁切削的应力集中系数K最小；半球形封头与筒体中心线偏移对接，内外壁不同程度切削的应力集中系数K最大。另外，对于削边长度L还需使用ANSYS软件继续下一步的优化分析。2.2 椭圆形封头应力分布

改变削边长度L，考察削边长度L对不同削边形式椭圆形封头压力容器的应力集中系数K的影响（表2）。由表2可见，不同削边长度和削边形式下，应力集中系数不同。椭圆形封头与筒体内平齐对接，外壁切削的应力集中系数K最大；中径对齐对接，内外壁同时切削的应力集中系数K最小；而椭圆形封头与筒体中心线偏移对接，内外壁不同程度切削的应力集中系数K处于二者之间。另外，对于削边长度L还需使用ANSYS软件继续下一步的优化分析。2.3 无折边球形封头应力分布

【参考文献】：
期刊论文
[1]凸形封头压力容器优化设计[J]. 王战辉,马向荣,范晓勇,高勇,曹福君.  轻工机械. 2019(02)
[2]凸形封头与筒体不连续区域应力分布及优化[J]. 王战辉,马向荣,范晓勇,高勇,梁旭.  轻工机械. 2019(01)
[3]基于有限元的压力容器开孔接管区的应力分析及优化设计[J]. 刘豆豆,淡勇,裴梦琛.  化工机械. 2018(02)
[4]基于极限载荷分析法的矩形容器结构优化[J]. 谭伟,卢艳玲,董金善.  轻工机械. 2017(04)
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本文编号：3229183