利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)含凹坑缺陷推進(jìn)劑儲(chǔ)存容器的安全性進(jìn)行評(píng)價(jià),通過(guò)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(yīng)力分布規(guī)律,并對(duì)補(bǔ)強(qiáng)后的凹坑缺陷位置的最大等效應(yīng)力進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明,凹坑缺陷部位均出現(xiàn)了應(yīng)力集中現(xiàn)象,且隨著缺陷直徑和深度的增加,最大等效應(yīng)力均出現(xiàn)增大趨勢(shì);缺陷深度對(duì)最大等效應(yīng)力的影響程度要高于缺陷直徑,占主導(dǎo)作用;采取補(bǔ)強(qiáng)措施可以有效降低凹坑附近的應(yīng)力集中現(xiàn)象。該結(jié)論為推進(jìn)劑儲(chǔ)存容器的安全評(píng)定提供了理論依據(jù),也為容器的保養(yǎng)和維護(hù)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(jìn)行建模,在承受壓力時(shí),其缺陷附近出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,導(dǎo)致該區(qū)域有出現(xiàn)最先被破壞的趨勢(shì),所以在進(jìn)行模擬分析時(shí)一般都是選取包含缺陷區(qū)域容器的一部分進(jìn)行研究,課題在模擬中選取缺陷形狀為球形模型。查閱相關(guān)文獻(xiàn),為了消除邊界效應(yīng),根據(jù)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(diǎn)六面體SOLID45單元模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,缺陷處會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,分析的重點(diǎn)應(yīng)該在缺陷及周邊處,該區(qū)域加大網(wǎng)格劃分密度,提高有限元分析的準(zhǔn)確性[8]。

圖3不含凹坑儲(chǔ)存容器分析結(jié)果

對(duì)不含凹坑壓力容器進(jìn)行有限元分析,用來(lái)對(duì)比凹坑及補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)果。容器外壁的應(yīng)力云圖見(jiàn)圖3。由圖3可知,容器壁面上應(yīng)力分布較為均勻,容器筒體的等效應(yīng)力最大為27.3MPa,由于該應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力102.5MPa,說(shuō)明在沒(méi)有缺陷時(shí),容器本身能夠滿足強(qiáng)度的安全性要求,該容器在出....

圖8補(bǔ)強(qiáng)后應(yīng)力云圖

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

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