利用ANSYS有限元分析軟件對含凹坑缺陷推進劑儲存容器的安全性進行評價,通過建立球形凹坑缺陷模型,分別研究了不同缺陷直徑和缺陷深度下,缺陷部位的等效應力分布規(guī)律,并對補強后的凹坑缺陷位置的最大等效應力進行了分析。研究結果表明,凹坑缺陷部位均出現了應力集中現象,且隨著缺陷直徑和深度的增加,最大等效應力均出現增大趨勢;缺陷深度對最大等效應力的影響程度要高于缺陷直徑,占主導作用;采取補強措施可以有效降低凹坑附近的應力集中現象。該結論為推進劑儲存容器的安全評定提供了理論依據,也為容器的保養(yǎng)和維護維修提供了理論支持。

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【部分圖文】：

圖1不含凹坑模型

采用ANSYSWorkbench14.5進行建模,在承受壓力時,其缺陷附近出現應力集中現象,導致該區(qū)域有出現最先被破壞的趨勢,所以在進行模擬分析時一般都是選取包含缺陷區(qū)域容器的一部分進行研究,課題在模擬中選取缺陷形狀為球形模型。查閱相關文獻,為了消除邊界效應,根據圣維南原理[6....

圖2含有凹坑模型

圖1不含凹坑模型選擇三維八節(jié)點六面體SOLID45單元模型進行網格劃分,缺陷處會出現應力集中現象,分析的重點應該在缺陷及周邊處,該區(qū)域加大網格劃分密度,提高有限元分析的準確性[8]。

圖3不含凹坑儲存容器分析結果

對不含凹坑壓力容器進行有限元分析,用來對比凹坑及補強的結果。容器外壁的應力云圖見圖3。由圖3可知,容器壁面上應力分布較為均勻,容器筒體的等效應力最大為27.3MPa,由于該應力遠小于材料的許用應力102.5MPa,說明在沒有缺陷時,容器本身能夠滿足強度的安全性要求,該容器在出....

圖8補強后應力云圖

由上述分析可得,當容器表面不含凹坑時,容器所受應力均勻分布,均值約為26.5MPa(見圖3);當容器表面含有凹坑(D=600mm,h=50mm)時,在凹坑附近形成應力集中,最大應力為σ=55.24MPa(見圖4c)。該等效應力值遠小于容器材料的許用應力[σ]=102.5....

本文編號：3995938