多鞍座容器均布载荷下强度分析研究

发布时间：2021-04-21 23:33

　　现代工业整体化和自动化的程度越来越高,用于各行各业的大型容器也越来越多,鞍式支座作为一种石油化工容器的首选支撑方式已常应用于石油化工行业,随着经济的发展和石油化工行业的进步,石油化工容器有着大型化、智能化的发展趋势,容器在不断加长加重的同时用于容器支撑的鞍式支座的数量也在进行相应的变化,以确保这种大型石油化工容器的应力分布均匀,而在容器的长期使用过程中,各个鞍式支座基础难免发生不均匀的沉降,这往往使得各鞍式支座的应力分布再次出现分配不均,影响设备寿命和使用情况。故本文主要研究多鞍座分布及沉降对大型卧式容器应力分布的影响。本文首先对有限元方法和Zick法的理论、求解过程进行了详细介绍,应用三弯矩方程对某款多鞍座卧式容器设备均布载荷下各鞍座的支反力和弯矩进行计算,继而利用有限元软件Ansys Workbench对大型多鞍座卧式容器均布载荷下,在常压和满水两种工况下进行受力分析,以得到在不同工况下各鞍座支座的支反力和弯矩,并将结果与同等工况下的三弯矩方程计算结果相对比,发现利用三弯矩方程进行多鞍座卧式容器设计的结果,较有限元法计算结果保守。其次,运用Solidworks与Ansys Work... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 多鞍座卧式容器应力研究现状
        1.2.2 多鞍座位置分布研究现状
        1.2.3 多鞍座沉降分析研究现状
    1.3 本文研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 论文主要研究内容
第二章 多鞍座弯矩和支反力计算
    2.1 有限元理论
        2.1.1 有限元法的概念
        2.1.2 有限元法的求解过程
    2.2 Zick理论和三弯矩方程
        2.2.1 均布载荷下多鞍座卧式容器力学模型建立
        2.2.2 均布载荷下多支座简支梁问题的求解
    2.3 应力计算
        2.3.1 均布载荷下大型多鞍座卧式容器结构介绍
        2.3.2 鞍座处弯矩和支反力
    2.4 本章小结
第三章 均布载荷下大型多鞍座卧式容器应力分析
    3.1 多鞍座卧式容器模型建立
        3.1.1 多鞍座卧式容器模型简化
        3.1.2 单元类型选取
        3.1.3 定义材料属性
        3.1.4 网格划分
        3.1.5 计算工况选取
    3.2 工作工况应力分析
        3.2.1 工作工况约束与载荷
        3.2.2 工作工况计算结果
    3.3 满水工况分析
    3.4 有限元方法与Zick方法结果对比
    3.5 本章小结
第四章 均布载荷下大型多鞍座卧式容器优化设计
    4.1 均布载荷下大型多鞍座卧式容器优化方案
    4.2 设计变量与目标变量
    4.3 不同参数的响应分析
    4.4 大型卧式容器筒体的目标驱动优化
    4.5 本章小结
第五章 大型多鞍座卧式容器单支座不均匀沉降分析
    5.1 不均匀沉降概述
    5.2 单支座沉降对容器应力分布影响分析
        5.2.1 基于“有沉降的三弯矩方程”的应力计算
        5.2.2 单支座不均匀沉降的有限元分析
        5.2.3 各支座单独发生不均匀沉降有限元分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]鞍座热应力的有限元分析[J]. 单鹏华,王强,赵亮,郭焱霞.  石油和化工设备. 2017(04)
[2]满水工况下三鞍座卧式容器临界长径比的研究[J]. 谢利来,贺小华.  机械设计与制造. 2016(11)
[3]三鞍座容器优化计算[J]. 方晓峰,黄军锋,袁振邦.  化工设备与管道. 2016(05)
[4]ANSYS WORKBENCH在工程仿真中的应用[J]. 周折.  内燃机与配件. 2016(08)
[5]卧式容器双鞍座与三鞍座的对比[J]. 荆纯正.  化工管理. 2016(02)
[6]基于ANSYS的烧结炉卡箍拓扑优化[J]. 栗青,孙博.  机械工程师. 2015(01)
[7]探究新型鞍座在卧式过滤罐中的应用[J]. 杨平,曲周德,李敏,李立云.  化工设备与管道. 2014(06)
[8]基于ANSYS Workbench的快开结构应力评定[J]. 陈佳亮,谢禹钧.  机械工程与自动化. 2014(05)
[9]鞍座位置对多鞍座卧式容器应力分布影响的研究[J]. 王颖聪,杨庆卫,张建丽,霍红瑶,田君丽.  神华科技. 2014(01)
[10]支座沉降对单层球面铝合金网壳结构性能的影响[J]. 高伟,刘淑良,杨洪征,许英姿.  钢结构. 2014(01)

硕士论文
[1]大型多鞍座支撑卧式容器应力分析与试验研究[D]. 胡有亮.北京化工大学 2014



本文编号：3152709