本文關(guān)鍵詞：基于ANSYS的大型真空鋼制球罐有限元分析

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【摘要】：球罐是一種典型的薄殼壓力容器,隨著容積的增加,其設(shè)計(jì)、加工制造、組裝及熱處理的難度也隨之增大,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,有限元分析設(shè)計(jì)已經(jīng)在工程上得到廣泛應(yīng)用。采取有限元分析技術(shù)可以更加準(zhǔn)確、直觀地反映非線性應(yīng)力分布,便于結(jié)構(gòu)優(yōu)化處理,使大型球罐的設(shè)計(jì)更趨合理性。球形壓力容器與其他壓力容器相比有很多優(yōu)點(diǎn),如占地面積小,受力情況好,承壓能力高,現(xiàn)場安裝和運(yùn)輸方便。國內(nèi)外球罐技術(shù)發(fā)展的方向都是高參數(shù)大型化,球罐大型化可以降低單位容積存儲(chǔ)能力的投資,節(jié)省占地面積,也節(jié)省了輔助設(shè)施的費(fèi)用,同時(shí)便于管理。球罐受到的載荷也比較復(fù)雜,大多數(shù)情況下都是處于多載荷聯(lián)合作用下,由于在試驗(yàn)的條件下無法進(jìn)行非人工載荷的分析和模擬,所以要用分析軟件對大型鋼制球罐進(jìn)行模擬分析。本文首先通過相關(guān)文獻(xiàn)資料的研究和探討,根據(jù)大型鋼制球罐的成本相對較高,所受載荷相對復(fù)雜,所考慮的安全可靠性因素更復(fù)雜,得出對大型鋼制球罐進(jìn)行有限元分析的重要性。其次對20000m3大型真空鋼制球罐強(qiáng)度計(jì)算和強(qiáng)度校核,同時(shí)對有限元分析理論進(jìn)行了簡單概括的闡述,并對本文所使用的分析軟件ANSY S進(jìn)行了簡單介紹。再次利用ANSYS軟件對球罐進(jìn)行建模,施加載荷,然后分析各種載荷對鋼制球罐應(yīng)力和變形的影響。在建模過程中利用ANSYS軟件特有的參數(shù)化功能對球罐進(jìn)行參數(shù)化實(shí)體建模,實(shí)現(xiàn)對鋼制球罐模型的參數(shù)化操作,這樣可以達(dá)到一次建模多次受益的結(jié)果。然后進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分,采用了自由網(wǎng)格劃分和局部網(wǎng)格劃分相結(jié)合的網(wǎng)格劃分方式。最后通過模擬計(jì)算得出重力載荷,最大操作外壓,地震載荷,風(fēng)載荷,雪載荷,以及組合工況對球罐應(yīng)力和變形的影響。并通過GB12337-1998中相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,對球罐部分工況條件下的應(yīng)力和變形進(jìn)行理論計(jì)算,與通過模擬得出的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,進(jìn)一步證明利用ANSYS軟件對大型球罐進(jìn)行應(yīng)力分析的快速性和準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：球罐 有限元 ANSYS 應(yīng)力 位移
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH49
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究課題的背景和來源11
• 1.2 球罐概述11-15
• 1.2.1 球罐特點(diǎn)12
• 1.2.2 球罐分類12-13
• 1.2.3 球罐的結(jié)構(gòu)13-14
• 1.2.4 大型鋼制球罐的材料選用和制造、安裝要求14
• 1.2.5 球罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)14-15
• 1.2.6 球罐的檢驗(yàn)維修15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本課題研究的目的和意義17-18
• 1.5 本文的主要工作18-19
• 第2章 20000m~3真空鋼制球罐的設(shè)計(jì)與有限元理論19-33
• 2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定19-21
• 2.1.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的確定19
• 2.1.2 設(shè)計(jì)壓力的確定19-20
• 2.1.3 設(shè)計(jì)溫度的確定20
• 2.1.4 球罐材料的確定20
• 2.1.5 腐蝕裕度的確定20-21
• 2.2 球罐的強(qiáng)度計(jì)算21-25
• 2.2.1 球殼計(jì)算22
• 2.2.2 球罐質(zhì)量計(jì)算22-23
• 2.2.3 地震載荷計(jì)算23
• 2.2.4 風(fēng)載荷計(jì)算23
• 2.2.5 彎矩計(jì)算23-24
• 2.2.6 支柱計(jì)算24-25
• 2.3 有限元理論25-28
• 2.3.1 有限元理論基礎(chǔ)25-26
• 2.3.2 有限元法的基本思路26-28
• 2.4 ANSYS軟件及其功能介紹28-32
• 2.4.1 ANSYS應(yīng)力分析軟件介紹28-30
• 2.4.2 ANSYS參數(shù)化功能介紹30-31
• 2.4.3 參數(shù)化建模的現(xiàn)實(shí)意義31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 大型真空鋼制球罐有限元模型的建立33-43
• 3.1 材料特性、單元類型的選取33-35
• 3.1.1 球罐的材料特性33
• 3.1.2 單元類型的選取33-35
• 3.2 球罐有限元模型的建立35-39
• 3.2.1 建模方法35-36
• 3.2.2 建模過程36-39
• 3.3 網(wǎng)格劃分方法39-40
• 3.4 邊界條件40-41
• 3.4.1 應(yīng)力邊界條件40-41
• 3.4.2 位移邊界條件41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第4章 大型真空鋼制球罐應(yīng)力分析43-65
• 4.1 重力載荷應(yīng)力分析43-45
• 4.2 最大操作外壓應(yīng)力分析45-46
• 4.3 地震載荷應(yīng)力分析46-51
• 4.3.1 豎直地震載荷應(yīng)力分析47-49
• 4.3.2 水平地震載荷應(yīng)力分析49-51
• 4.4 風(fēng)載荷應(yīng)力分析51-56
• 4.5 雪載荷應(yīng)力分析56-59
• 4.6 組合工況應(yīng)力分析59-62
• 4.7 理論計(jì)算進(jìn)行驗(yàn)證62-64
• 4.8 本章小結(jié)64-65
• 第5章 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 全文總結(jié)65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 致謝73

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉崢嶸;;測溫電纜在液化烴球罐上的安裝設(shè)計(jì)[J];自動(dòng)化博覽;2005年S2期

2 竇萬波;劉軍;;關(guān)于我國球罐技術(shù)精細(xì)化的幾點(diǎn)思考[J];壓力容器;2010年11期

3 曾華強(qiáng);;國外球罐制作技術(shù)[J];冶金建筑;1979年01期

4 方晗;;球罐技術(shù)界的新貢獻(xiàn)——《工業(yè)球罐文集》脫稿[J];冶金建筑;1979年10期

5 吳健峰;球罐安裝工藝與目前存在問題的改進(jìn)意見[J];煤氣與熱力;1983年01期

6 程育仁;姚蘅;尹愛媚;;大型球罐表面裂紋尺寸的威布爾概率分析[J];機(jī)械強(qiáng)度;1983年03期

7 嘉楠;;冶金部召開儲(chǔ)氧球罐建設(shè)問題座談會(huì)[J];冶金建筑;1973年00期

8 呂世民;王艷忱;;儲(chǔ)氧球罐返修技術(shù)總結(jié)與探討[J];冶金動(dòng)力;1985年04期

9 陳登豐;試論當(dāng)代球罐的建造水平及我國球罐的發(fā)展方向[J];壓力容器;1987年01期

10 周則恭;對七十年代我國建造球罐安全質(zhì)量評價(jià)的看法[J];壓力容器;1991年01期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊智榮;壽比南;孫亮;王軍;;地震載荷下球罐的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析[A];壓力容器先進(jìn)技術(shù)——第七屆全國壓力容器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

2 閆思和;韓紀(jì)凱;;球罐盤梯的設(shè)計(jì)方法[A];第三屆十省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會(huì)2007年年會(huì)論文（摘要）集[C];2007年

3 徐鐵燕;;氧氣球罐的低循環(huán)疲勞問題[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

4 黃暉;顏昭琪;孫建業(yè);富陽;;球罐安全閥接管裂紋檢驗(yàn)研究[A];2011全國壓力容器壓力管道技術(shù)發(fā)展與使用暨新技術(shù)新產(chǎn)品交流會(huì)論文集[C];2011年

5 婁仁杰;;大連石化分公司氣體車間球罐區(qū)操作室儀器儀表雷電災(zāi)害治理[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對策（下冊）[C];2002年

6 章子勖;蘇傳才;;異地遷建球罐的安裝施工[A];壓力容器先進(jìn)技術(shù)——第七屆全國壓力容器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

7 雷閩;;對一臺(tái)10000m~3球罐缺陷的跟蹤檢查[A];2006年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)暨中國工程院機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)部首屆年會(huì)論文集[C];2006年

8 雷閩;;對一臺(tái)10000m~3球罐缺陷的跟蹤檢查[A];安全與可靠性——2006流體機(jī)械與壓力容器技術(shù)論壇論文集[C];2006年

9 孫東亮;黃光團(tuán);蔣軍成;張明廣;王志榮;;球罐爆炸碎片拋射的撞擊概率[A];第3屆全國工程安全與防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

10 胡正兵;徐和代;;大型球罐缺陷焊接返修技術(shù)[A];'2012中國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)大會(huì)論文集[C];2012年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;大型天然氣球罐研制技術(shù)[N];科技日報(bào);2007年

2 焦菊紅;哈石化400立方米球罐順利搬家[N];中國石油報(bào);2007年

3 周文顯　本報(bào)記者 舒小波;我市球罐檢驗(yàn)項(xiàng)目增項(xiàng)通過質(zhì)檢總局核準(zhǔn)[N];綿陽日報(bào);2010年

4 曹志明;寶鋼十年巨罐為世博讓路[N];中國質(zhì)量報(bào);2008年

5 記者 程龍根　通訊員 趙娟;揚(yáng)子石化不銹鋼球罐已試壓成功[N];中國石化報(bào);2010年

6 嚴(yán)偉明;寶鋼鑄負(fù)50度丙烯球罐“盔甲”[N];中國工業(yè)報(bào);2011年

7 黃寧蘭　本報(bào)記者 蔣維勝;特檢勇士戰(zhàn)高溫[N];中國質(zhì)量報(bào);2011年

8 孫麗麗;陳立勛;梅山新氧氣球罐創(chuàng)國內(nèi)一流[N];中國冶金報(bào);2003年

9 ;國產(chǎn)大型天然氣球罐研制成功[N];中國化工報(bào);2004年

10 記者 王新麗;中油吉林化建球罐整體搬遷創(chuàng)紀(jì)錄[N];長春日報(bào);2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 竇萬波;10000m~3大型天然氣球罐設(shè)計(jì)及制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高買華;液化氣球罐裂紋修復(fù)技術(shù)研究[D];西安石油大學(xué);2015年

2 吳新偉;震后大型球罐—支撐體系的相關(guān)力學(xué)問題研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 華平;球罐裂紋產(chǎn)生的原因分析及預(yù)防措施[D];廣西大學(xué);2014年

4 鄧文斌;15000m~3丁烷球罐設(shè)計(jì)及安全性評價(jià)研究[D];東北石油大學(xué);2015年

5 張龍彪;基于ANSYS的大型真空鋼制球罐有限元分析[D];東北大學(xué);2014年

6 王永衛(wèi);球罐結(jié)構(gòu)應(yīng)力與抗震分析研究[D];南京工業(yè)大學(xué);2006年

7 費(fèi)東輝;在用球罐的缺陷統(tǒng)計(jì)和分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

8 步瓊;15000m~3大型球罐設(shè)計(jì)與支柱應(yīng)力分析[D];東北石油大學(xué);2012年

9 韓瑞;雙層網(wǎng)架支柱球罐支撐結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析研究[D];東北大學(xué);2010年

10 裴召華;大型球罐支撐結(jié)構(gòu)有限元分析及研究[D];東北石油大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：611393