壓力容器的邊緣強度問題是廣泛研究的熱點問題，其對于壓力容器的強度有很大的影響。尤其是脆性材料制造的殼體、經(jīng)受疲勞載荷或低溫的殼體等，因?qū)^高的不連續(xù)應(yīng)力十分敏感，可能會導(dǎo)致殼體的疲勞失效或脆性破壞，因而在設(shè)計中應(yīng)按有關(guān)規(guī)定計算并限制不連續(xù)應(yīng)力。對于邊緣應(yīng)力的研究目前多采用力法，借助有力矩理論來求解邊緣應(yīng)力。這一方法理論上雖然思路清晰，但針對具體的問題分析起來相當(dāng)復(fù)雜，所以在工程上并未得出許多有用解答，特別是對碟形封頭，由于存在兩個連接邊緣—殼體與環(huán)形體、環(huán)形體與球面體邊緣，問題就變得更加復(fù)雜了。目前未見推導(dǎo)出的解析解。本文采用計算機輔助分析軟件ANSYS來求解邊緣應(yīng)力，此種方法比較簡單，能很直觀的分析邊緣的應(yīng)力。方便地得到我們所需的各向應(yīng)力。 本文的主要研究工作如下： 1．借助有限元分析軟件ANSYS對典型的壓力容器邊緣的有限元分析模型(我們采用球形封頭的壓力容器為例)進(jìn)行邊緣靜力結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬，得到了邊緣的各向應(yīng)力的分布云圖。 2．對于有限元得到的應(yīng)力進(jìn)行分類，本文采用了等效線性化方法對我們得到的有限元結(jié)果進(jìn)行了分類。分離出我們所需的總體薄膜應(yīng)力，局部薄膜應(yīng)力，彎曲應(yīng)力，峰值應(yīng)力。并借助ASME和JB4732-95我國分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)對我們從有限元結(jié)果中分離出來的各類應(yīng)力進(jìn)行強度的驗算和評定。 3．借助實驗裝置對壓力容器的邊緣應(yīng)力進(jìn)行測量。對在受壓的情況下的壓力容器進(jìn)行了靜態(tài)應(yīng)變測試。得到了應(yīng)變進(jìn)而算得邊緣應(yīng)力。把實驗得到的結(jié)果和我們在理論上及有限元的結(jié)果進(jìn)行比較來驗證我們的結(jié)論。
【學(xué)位單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TH49
【部分圖文】：

亡的壓力容器爆炸事故〔’一8，，就是小型液;核電站用反應(yīng)堆壓力容器如發(fā)生事故，重的后果。因此，防止壓力容器發(fā)生事故首要的任務(wù)。為了使壓力容器在確保安全便于制造、使用可靠和造價經(jīng)濟(jì)等目的，規(guī)范和技術(shù)條件對壓力容器的設(shè)計、制造、必須遵守的規(guī)定。問題(或稱邊緣效應(yīng)，不連續(xù)效應(yīng))是分移和轉(zhuǎn)角)的問題。所謂連接邊緣是容器邊界上(通常指連接處的平行圓)在該處，必然出現(xiàn)兩部分位移不同，而使連接的邊固地連接著的，在連接處并非自由，一定力矩狀態(tài)。下圖所示為一個尿素合成塔裝容器的邊緣。

圖2.4氣罐的1/4模型圖分析實體模型分析方法，在三維模型上施加對稱位移約束、內(nèi)力載荷后，求解可以得到各個應(yīng)力分量的分布。施加在沿著縱向截開的對稱截面上，同時底部截開位置也封頭上表面施加均勻的表面拉應(yīng)力載荷，載荷的大小按如在模型的4個內(nèi)表面上。施加在水平線上的拉應(yīng)力應(yīng)該為:，==只/誣==，89’/4*23/二(135’一59’)/4MPa=17.68五石、23MPa施加在模型的4個內(nèi)表面上。的簡化后的分析模型，其約束的施加如下:

固定位移約束圖2.5施加約束圖5建立有限元網(wǎng)格模型采用的單元為:SOLID95，20節(jié)點3一D實體單元，每個節(jié)點具有3個自由度，坐標(biāo)軸的3個移動。采取如上圖的分析模型，采用自由網(wǎng)格和體掃掠劃分方式有限元分析網(wǎng)格。結(jié)果分析應(yīng)力主要包括:最大拉應(yīng)力，第2主應(yīng)力，最大壓應(yīng)力，Mises應(yīng)力。八抽卜丫卜勿。乳黑
【引證文獻(xiàn)】

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1 陳洲鵬;;淺談化工設(shè)備壓力容器的規(guī)范設(shè)計與發(fā)展前景[J];科技風(fēng);2011年02期

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1 崔逸瓊;內(nèi)波作用下組合殼體結(jié)構(gòu)性能分析[D];寧波大學(xué);2009年

本文編號：2874751