球壳超标开孔平齐接管应力分析与补强设计研究

发布时间：2020-05-29 00:47

【摘要】： 球壳超标开孔接管结构在石化、核电等很多工业部门的应用越来越广泛，因此对其进行应力分析及补强设计方面的研究是十分必要的。首先，为了更进一步了解和掌握球壳超标开孔平齐接管结构的应力分布特点，并找到适用于不同情况下的补强设计方法，本文利用ANSYS有限元分析计算程序对不同开孔率和不同厚度比的一系列球壳超标开孔平齐接管结构进行了应力分析，得到了应力分布曲线和应力集中系数曲线。结果表明连接点处有明显的应力集中，并且这种应力集中是随着开孔率增大和厚度比减小呈现非线性增长的。为了验证ANSYS分析结果的可靠性，对其中一组参数下(开孔率0.6、厚度比1.5)的模型容器，采用电测法进行了应力测试，并将得到的实验结果与有限元结果进行了比较，二者在应力分布状况和大小上均基本吻合，证明此种结构运用ANSYS进行分析，其结果是完全可靠的。其次，为了对球壳超标开孔接管结构的补强设计方法作出比较公正的评价，，本文对我国JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》附录A4中根据塑性极限分析的完全解得到的超标开孔补强设计方法和HG20582-1998《钢制化工容器强度计算规定》中的压力面积法进行了计算比较。在大多数情况下，按照JB标准对此种结构进行补强设计时其安全裕度要比HG标准为高；但是当开孔率接近0.8且D／T很小时(不大于40)，依JB标准补强设计后的安全裕度反而较按HG规范计算结果要小。为了简化计算过程，用C语言编制了相应的计算程序。此外，本文还对我国JB4732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》附录A2“基本部件的变形与应力分析”中有关球壳与柱壳连接边缘的应力公式用C语言编制了计算程序，使复杂的计算过程完全可以由计算机来完成。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TH49

【引证文献】