大型多鞍座支撑卧式容器应力分析与试验研究

发布时间：2017-09-21 21:18

  本文关键词：大型多鞍座支撑卧式容器应力分析与试验研究

  更多相关文章： 多鞍座支撑卧式容器 三弯矩方程 Zick方法 试验研究 不均匀沉降

【摘要】：随着过程设备的大型化和建造技术的发展,超长型卧式容器越来越多,卧式容器的鞍座数目也在不断增加,在长径比较大的压力容器中,尤其是压力较小而直径较大的薄壁容器,采用双鞍座支撑卧式容器将会在跨中引起较大的挠度,进而需要增加容器的壁厚,若采用三鞍座或者多鞍座支撑结构,则会改善受力情况,降低材料成本,因此,多鞍座支撑卧式容器在工程上应用越来越广泛。 本文对大型多鞍座支撑卧式容器进行了系统的应力分析与试验研究,主要包括以下内容： 1.本文根据相关文献和标准列出了大型多鞍座支撑卧式容器的一般设计方法和步骤。并以工程上某大型多鞍座支撑卧式容器为例,对其进行各项应力的计算和校核,在计算上验证了采用Zick理论和三弯矩方程结合方法(简称“Zick方法”)的可行性。 2.在以上计算的基础上,采用ANSYS软件对该容器满水工况进行应力分析,并与Zick方法的弯矩和支反力进行对比。同时,采用压力容器分析设计方法,依据国内分析设计标准JB4732对该容器进行了校核。验证了Zick方法准确性和安全性。 3.为进一步验证Zick方法和有限元分析设计方法的安全性和可靠性,对该容器满水工况进行了详细的试验研究和现场试验,保证了容器的安全性,也再次验证了Zick方法和有限元分析设计方法计算大型多鞍座支撑卧式容器的可行性和安全性。 4.针对多鞍座支撑卧式容器的基础不均匀沉降问题,依据“有沉降的三弯矩方程”,结合有限元方法进行对比,验证了“有沉降的Zick方法”求解不均匀沉降问题的可行性。也从根本上解释了在鞍座不均匀布置或载荷不均匀时,Zick方法和有限元分析方法计算结果的差异。 5.以三鞍座支撑卧式容器为例,针对容器鞍座底部未沉降,而因各个鞍座载荷不均匀引起容器轴线发生沉降的情况,通过大量的数值计算和数据分析获得了计算“容器轴线在鞍座处的沉降位移△'”的具体公式和相应图表,并依据“有沉降的Zick方法”提出了计算的新思路,在工程上具有一定的推广价值。
【关键词】：多鞍座支撑卧式容器 三弯矩方程 Zick方法 试验研究 不均匀沉降
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH49
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 符号说明14-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 概述16
• 1.2 多鞍座支撑卧式容器应力分析方法16-21
• 1.2.1 国内研究进展17-18
• 1.2.2 国外研究进展18-19
• 1.2.3 设计方法19-21
• 1.3 本论文的研究目的和内容21-22
• 1.3.1 研究目的21
• 1.3.2 研究内容21-22
• 第二章 基于Zick理论和三弯矩方程的应力分析22-40
• 2.1 基于Zick理论和三弯矩方程的设计方法和步骤22-33
• 2.1.1 多鞍座支撑卧式容器的受力模型22-23
• 2.1.2 多支座简支梁问题的求解23-25
• 2.1.3 绘制剪力弯矩图25-26
• 2.1.4 各项应力计算和校核26-33
• 2.2 大型多鞍座支撑卧式容器应力分析33-39
• 2.2.1 基本结构33-34
• 2.2.2 基本参数34
• 2.2.3 载荷工况和材料属性34-35
• 2.2.4 力学模型简化和受力分析35-36
• 2.2.5 鞍座处弯矩和反力36-37
• 2.2.6 各项应力计算和校核37-39
• 2.3 本章小结39-40
• 第三章 基于有限元方法的应力计算和分析设计40-52
• 3.1 基于有限元方法的应力计算与Zick方法的对比40-49
• 3.1.1 材料参数40-41
• 3.1.2 第一段筒体有限元应力计算41-47
• 3.1.3 弯矩和支反力对比47-49
• 3.2 大型多鞍座支撑卧式容器有限元分析设计49-50
• 3.3 本章小结50-52
• 第四章 大型多鞍座支撑卧式容器试验研究52-80
• 4.1 试验研究52-54
• 4.1.1 试验目的52
• 4.1.2 试验难点52-53
• 4.1.3 试验前后处理53-54
• 4.2 测点位置和点数54-59
• 4.2.1 平板封头56-57
• 4.2.2 第一段圆筒体和鞍座57
• 4.2.3 第七段圆筒体、鞍座和变径段57-58
• 4.2.4 第十段圆筒体和鞍座58-59
• 4.2.5 底部钢支架59
• 4.3 试验硬件准备59-61
• 4.4 试验软件准备61-66
• 4.4.1 静态应变仪软件61-62
• 4.4.2 自动采集数据软件62-66
• 4.4.3 数据处理软件66
• 4.5 现场测试过程66-68
• 4.6 试验结果与数据处理68-75
• 4.6.1 应力强度的大小和变化趋势68-71
• 4.6.2 保压前后对比71
• 4.6.3 环境温度的影响71-74
• 4.6.4 沉降74-75
• 4.7 有限元结果与试验结果对比75-78
• 4.7.1 应力强度对比75-77
• 4.7.2 误差分析77-78
• 4.8 本章小结78-80
• 第五章 考虑不均匀沉降的应力分析80-92
• 5.1 不均匀沉降概述80-81
• 5.2 大型多鞍座支撑卧式容器不均匀沉降应力分析81-88
• 5.2.1 基于“有沉降的三弯矩方程”的应力分析81-83
• 5.2.2 考虑不均匀沉降的有限元分析83-85
• 5.2.3 “有沉降的三弯矩方程”是否适用探讨85-88
• 5.3 沉降前后弯矩和支反力变化88-90
• 5.4 本章小结90-92
• 第六章 基于有沉降Zick方法的多鞍座支撑卧式容器设计计算92-108
• 6.1 三鞍座支撑卧式容器数值分析92-101
• 6.1.1 数据准备92-94
• 6.1.2 有限元模型94-96
• 6.1.3 数据结果分析96-101
• 6.2 三鞍座支撑卧式容器的设计计算新思路101-102
• 6.3 算例102-106
• 6.4 本章小结106-108
• 第七章 结论与展望108-110
• 7.1 结论108-109
• 7.2 展望109-110
• 参考文献110-114
• 致谢114-116
• 研究成果及发表的学术论文116-118
• 作者及导师简介118-119
• 附件119-120

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 戎宗义;;步进炉运用Excel作多支座不等跨连续梁的计算[J];工业炉;2011年03期

2 冯志力,刘根凡,杨明;四支座卧式容器塌陷失效分析及修复[J];化工机械;2002年06期

3 冯志力,陈良才,刘根凡;关于三鞍座卧式容器设计和计算规范的探讨[J];化工机械;2003年05期

4 黄铭;多支座卧式容器的受力分析和强度计算[J];化工设备设计;1998年05期

5 王永兴;基础沉降量对三鞍座卧式容器的影响[J];化工设备与管道;2000年01期

6 肖远新;超长卧式容器的多支承设计和计算[J];化工设备与管道;2001年06期

7 郝翠冉;王宏伟;;多支座浓硝酸储罐的优化设计[J];化工设备与管道;2007年01期

8 矫明;张华;张倩;;基于Matlab的多支座蒸压釜的受力分析和强度计算[J];化工装备技术;2007年02期

9 胡家顺;大型多支座蒸压釜强度计算及计算机程序[J];化工设计;1999年02期

10 杨振奎;黄耕;;三鞍座卧式容器的设计和计算[J];化工设备设计;1983年02期

，

本文编号：896928