含凹坑缺陷薄壁圓筒形壓力容器的安全評定以及疲勞壽命的數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2020-11-05 07:32
存在凹坑缺陷的壓力容器,在凹坑處由于幾何形狀發(fā)生突變從而產(chǎn)生應力集中,對壓力容器使用安全性和使用壽命都會產(chǎn)生一定的影響;谝陨峡紤],本文對含凹坑缺陷薄壁圓筒形壓力容器進行了以下幾方面的研究。 首先,選取不同情況下不同尺寸的凹坑,由于凹坑的存在,根據(jù)GB/T19624-2004《含缺陷壓力容器安全評定》的要求,需要對所取的凹坑中滿足G_00.1的凹坑進行了安全評定。評定結(jié)果表明:所存在于壓力容器上的凹坑缺陷都在安全評定的允許范圍之內(nèi)。 其次,由于疲勞分析是建立在有限元靜力分析的基礎之上的,因此利用MSC.Patran有限元分析軟件對存在于容器上的不同種類的凹坑進行靜力分析,得到應力云圖,并且使用Excel對分析結(jié)果進行多元回歸分析,得到多元回歸方程;貧w結(jié)果表明:最大主應力和應力集中系數(shù)都是隨著Z/δ_n的增大呈冪函數(shù)增加的,而隨著x/(?)的增加呈冪函數(shù)減小的。 再次,根據(jù)靜力分析結(jié)果,利用JB 4732中提供的疲勞設計曲線以及MSC.Fatigue疲勞分析軟件對存在于容器上的不同種類的凹坑進行疲勞全壽命分析,并且使用Excel進行多元回歸分析,得到回歸方程。結(jié)果表明:利用疲勞分析曲線分析出來的疲勞壽命以及利用疲勞分析軟件分析出來的MSC疲勞壽命都是隨著Z/δ_n的增大成冪函數(shù)減小的,而隨著X/(?)的增加成冪函數(shù)增加的。
【學位單位】:廣西大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2008
【中圖分類】:TH49
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
1.1 含缺陷壓力容器的安全評定
1.1.1 含缺陷壓力容器安全評定在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平簡述
1.1.2 安全評定的斷裂力學基礎
1.2 疲勞的壽命
1.2.1 疲勞壽命在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平簡述
1.2.2 疲勞設計方法
1.2.3 疲勞壽命的影響因素
1.2.4 壓力容器的疲勞分析
1.3 研究課題簡介
1.3.1 研究的目的和意義
1.3.2 研究的主要工作
1.4 本章小結(jié)
第二章 模型的選取
2.1 所選凹坑的尺寸及薄壁圓筒的設計參數(shù)
2.2 本章小結(jié)
第三章 安全評定
3.1 含凹坑缺陷安全評定的相關規(guī)定
3.1.1 評定的方法與限定條件
3.1.2 評定的程序
3.1.3 缺陷的表征與缺陷部位容器尺寸的確定
3.1.4 材料性能數(shù)據(jù)的確定
0的計算和免于評定的判別'> 3.1.5 G0的計算和免于評定的判別
3.1.6 塑性極限載荷和最高容許工作壓力的確定
3.1.7 安全性評定
3.2 對所選的凹坑進行安全評定
0的計算'> 3.2.1 G0的計算
0>0.1的凹坑進行安全評定'> 3.2.2 對G0>0.1的凹坑進行安全評定
3.3 本章小結(jié)
第四章 含凹坑缺陷薄壁圓筒形壓力容器的有限元分析
4.1 有限元分析的理論基礎
4.2 有限元軟件簡介
4.3 有限元應力計算及回歸分析
4.3.1 有限元計算結(jié)果與理論解析解對比
4.3.2 存在不同種類凹坑的壓力容器最大主應力值及應力集中系數(shù)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 疲勞壽命分析
5.1 疲勞理論
5.1.1 疲勞載荷
5.1.2 低循環(huán)疲勞S-N曲線
5.1.3 利用疲勞曲線計算疲勞壽命的方法
5.2 疲勞分析軟件MSC.Fatigue簡介
5.3 疲勞分析
5.3.1 疲勞載荷
5.3.2 S-N曲線
5.3.3 存在不同種類凹坑的壓力容器設計疲勞壽命及MSC疲勞壽命分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄
【引證文獻】
本文編號:2871324
【學位單位】:廣西大學
【學位級別】:碩士
【學位年份】:2008
【中圖分類】:TH49
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
1.1 含缺陷壓力容器的安全評定
1.1.1 含缺陷壓力容器安全評定在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平簡述
1.1.2 安全評定的斷裂力學基礎
1.2 疲勞的壽命
1.2.1 疲勞壽命在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平簡述
1.2.2 疲勞設計方法
1.2.3 疲勞壽命的影響因素
1.2.4 壓力容器的疲勞分析
1.3 研究課題簡介
1.3.1 研究的目的和意義
1.3.2 研究的主要工作
1.4 本章小結(jié)
第二章 模型的選取
2.1 所選凹坑的尺寸及薄壁圓筒的設計參數(shù)
2.2 本章小結(jié)
第三章 安全評定
3.1 含凹坑缺陷安全評定的相關規(guī)定
3.1.1 評定的方法與限定條件
3.1.2 評定的程序
3.1.3 缺陷的表征與缺陷部位容器尺寸的確定
3.1.4 材料性能數(shù)據(jù)的確定
0的計算和免于評定的判別'> 3.1.5 G0的計算和免于評定的判別
3.1.6 塑性極限載荷和最高容許工作壓力的確定
3.1.7 安全性評定
3.2 對所選的凹坑進行安全評定
0的計算'> 3.2.1 G0的計算
0>0.1的凹坑進行安全評定'> 3.2.2 對G0>0.1的凹坑進行安全評定
3.3 本章小結(jié)
第四章 含凹坑缺陷薄壁圓筒形壓力容器的有限元分析
4.1 有限元分析的理論基礎
4.2 有限元軟件簡介
4.3 有限元應力計算及回歸分析
4.3.1 有限元計算結(jié)果與理論解析解對比
4.3.2 存在不同種類凹坑的壓力容器最大主應力值及應力集中系數(shù)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 疲勞壽命分析
5.1 疲勞理論
5.1.1 疲勞載荷
5.1.2 低循環(huán)疲勞S-N曲線
5.1.3 利用疲勞曲線計算疲勞壽命的方法
5.2 疲勞分析軟件MSC.Fatigue簡介
5.3 疲勞分析
5.3.1 疲勞載荷
5.3.2 S-N曲線
5.3.3 存在不同種類凹坑的壓力容器設計疲勞壽命及MSC疲勞壽命分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄
【引證文獻】
相關碩士學位論文 前1條
1 謝燕松;含凹坑缺陷常壓鐵路罐車應力及疲勞壽命分析[D];南昌大學;2011年
本文編號:2871324
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