【摘要】：應(yīng)力分類法是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的分析設(shè)計方法,規(guī)范中清楚地定義了一次應(yīng)力和二次應(yīng)力,但是只憑借等效線性化的方法去處理應(yīng)力分布曲線無法將一次應(yīng)力和二次應(yīng)力區(qū)分開,一次結(jié)構(gòu)法能夠很好地解決這個問題。基于ANSYS的一次結(jié)構(gòu)法在平面模型中的應(yīng)用已經(jīng)趨于成熟,但其在三維結(jié)構(gòu)上的研究仍是空白,目前尚未發(fā)現(xiàn)文獻(xiàn)提及。本文研究將一次結(jié)構(gòu)法的應(yīng)用推廣至三維結(jié)構(gòu)有了突破性的進(jìn)展,對當(dāng)前討論較多的圓柱殼開孔接管的應(yīng)力情況進(jìn)行分析,并給出新的校核方法。首先,本文以封頭-內(nèi)伸接管結(jié)構(gòu)為例,介紹一次結(jié)構(gòu)法在平面模型中的應(yīng)用步驟和分析方法,介紹運用該方法正確地判斷應(yīng)力的來源、作用和性質(zhì),并做出合理的應(yīng)力分類。其次,以橢圓封頭-接管三維結(jié)構(gòu)為調(diào)試模型,提出適用于三維模型的約束方程并驗證其正確性。應(yīng)用一次結(jié)構(gòu)法對圓柱殼開孔接管進(jìn)行應(yīng)力分析,結(jié)果表明其原始結(jié)構(gòu)是更合理的一次結(jié)構(gòu),連接環(huán)內(nèi)壁處的最大薄膜加彎曲應(yīng)力是一次應(yīng)力,根據(jù)本文分析結(jié)果對圓柱殼開孔接管的校核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正,并采用新的許用極限進(jìn)行應(yīng)力校核和結(jié)構(gòu)改進(jìn)。最后,按工程項目中的校核方法對某卡箍式容器爐體上各接管的強(qiáng)度進(jìn)行評定,強(qiáng)度滿足要求。但使用修正后的校核準(zhǔn)則評定后發(fā)現(xiàn)H1接管強(qiáng)度不滿足要求,需要重新設(shè)計尺寸。接著通過構(gòu)建爐體的一次結(jié)構(gòu),對內(nèi)外殼體及靠近法蘭側(cè)的接管進(jìn)行應(yīng)力分類和評定。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH49;TE65
【圖文】：

圖１－２約束方程的添加逡逑Ｆｉｇ．１－２邋Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ邋ｅｑｕａｔｉｏｎｓ逡逑

一定會產(chǎn)生橫向分力Ｔ，該分量是產(chǎn)生于接管的軸向力Ｆ的分量，由橫向分的彎曲應(yīng)力是一次應(yīng)力。此外，在內(nèi)壓作用下接管和殼體的徑向變形量不相足變形協(xié)調(diào)關(guān)系而在邊界處產(chǎn)生的邊緣應(yīng)力為二次應(yīng)力。球殼邊界處的彎曲含著的一次和二次應(yīng)力成分，無法通過應(yīng)力線性化的方法區(qū)分出來。若全視力，則顯得保守而不經(jīng)濟(jì)；若全視為二次應(yīng)力，則一次彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度要求保障。一次結(jié)構(gòu)法在這種情況下得到應(yīng)用：逡逑（１）取圖１－５結(jié)構(gòu)為一次結(jié)構(gòu)，接管為薄膜應(yīng)力狀態(tài)，球殼有薄膜應(yīng)力和Ｔ，此情況下的應(yīng)力都是一次應(yīng)力；逡逑（２）取圖１－６結(jié)構(gòu)為一次結(jié)構(gòu)，球殼為薄膜應(yīng)力狀態(tài)，接管有薄膜應(yīng)力和Ｔ，此情況下的應(yīng)力也都是一次應(yīng)力；逡逑（３）其他情況的一次結(jié)構(gòu)。受力狀況在以上兩種情況之間，存在很多合結(jié)構(gòu)，只要某種一次結(jié)構(gòu)的一次應(yīng)力滿足強(qiáng)度評定準(zhǔn)則，再對原始結(jié)構(gòu)邊緣二次應(yīng)力評定即可。逡逑

此情況下的應(yīng)力都是一次應(yīng)力；逡逑（２）取圖１－６結(jié)構(gòu)為一次結(jié)構(gòu)，球殼為薄膜應(yīng)力狀態(tài)，接管有薄膜應(yīng)力和橫向，此情況下的應(yīng)力也都是一次應(yīng)力；逡逑（３）其他情況的一次結(jié)構(gòu)。受力狀況在以上兩種情況之間，存在很多合理的構(gòu)，只要某種一次結(jié)構(gòu)的一次應(yīng)力滿足強(qiáng)度評定準(zhǔn)則，再對原始結(jié)構(gòu)邊緣應(yīng)力次應(yīng)力評定即可。逡逑邐逡逑／逡逑／邐Ｐ逡逑（逡逑Ｕ邐邋ｕ邐＾＞１邐ｕ逡逑圖１－３封頭圓筒邊緣力系邐圖１－４直接作用于圓筒端部的力系逡逑ｉｇ．邋１－３邋Ｈｅａｄ邋ｃｙｌｉｎｄｅｒ邋ｅｄｇｅ邋ｆｏｒｃｅ邋ｓｙｓｔｅｍ邋Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｆｏｒｃｅ邋ｓｙｓｔｅｍ邋ｄｉｒｅｃｔｌｙ邋ａｃｔｉｎｇ邋ｏｎ邋ｔｈｅ邋ｅｎｄ逡逑ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃｙｌｉｎｄｅｒ逡逑ｆ逡逑ｒ邐＾逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐心怡;賀小華;;組合載荷作用下圓柱殼開孔接管結(jié)構(gòu)設(shè)計分析[J];化工機(jī)械;2014年05期

2 杜四宏;周帥彪;;內(nèi)壓作用下圓柱殼開孔接管區(qū)的力學(xué)分析[J];化工技術(shù)與開發(fā);2014年08期

3 秦叔經(jīng);;應(yīng)力分類方法的幾點討論[J];化工設(shè)備與管道;2013年02期

4 管文華;;一次結(jié)構(gòu)法在應(yīng)力分析中的應(yīng)用[J];化工機(jī)械;2012年02期

5 沈捚;陶婷;;基于數(shù)值有限元技術(shù)的彈性應(yīng)力分析方法[J];石油和化工設(shè)備;2012年02期

6 沈捚;;極限載荷分析法在壓力容器分析設(shè)計中的應(yīng)用[J];石油化工設(shè)備;2011年04期

7 葉夏妮;劉福江;陸明萬;;應(yīng)力等效線性化處理中的若干問題[J];壓力容器;2011年02期

8 秦叔經(jīng);;壓力容器標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中分析設(shè)計方法的進(jìn)展[J];化工設(shè)備與管道;2011年01期

9 丁伯民;;對《關(guān)于分析設(shè)計法中應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則P_m+P_b≤1.5[σ]的討論》一文的商榷[J];壓力容器;2010年12期

10 李永泰;;對《關(guān)于分析設(shè)計法中應(yīng)力強(qiáng)度準(zhǔn)則P_m+P_b≤1.5[σ]的討論》一文的理解和認(rèn)識[J];壓力容器;2010年12期

本文編號：2784456