發(fā)布時間：2017-08-02 22:04

  本文關鍵詞：基于ANSYS的大型真空鋼制球罐有限元分析

  更多相關文章： 球罐 有限元 ANSYS 應力 位移

【摘要】：球罐是一種典型的薄殼壓力容器,隨著容積的增加,其設計、加工制造、組裝及熱處理的難度也隨之增大,隨著計算機技術應用的不斷深入,有限元分析設計已經(jīng)在工程上得到廣泛應用。采取有限元分析技術可以更加準確、直觀地反映非線性應力分布,便于結構優(yōu)化處理,使大型球罐的設計更趨合理性。球形壓力容器與其他壓力容器相比有很多優(yōu)點,如占地面積小,受力情況好,承壓能力高,現(xiàn)場安裝和運輸方便。國內(nèi)外球罐技術發(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能力的投資,節(jié)省占地面積,也節(jié)省了輔助設施的費用,同時便于管理。球罐受到的載荷也比較復雜,大多數(shù)情況下都是處于多載荷聯(lián)合作用下,由于在試驗的條件下無法進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行模擬分析。本文首先通過相關文獻資料的研究和探討,根據(jù)大型鋼制球罐的成本相對較高,所受載荷相對復雜,所考慮的安全可靠性因素更復雜,得出對大型鋼制球罐進行有限元分析的重要性。其次對20000m3大型真空鋼制球罐強度計算和強度校核,同時對有限元分析理論進行了簡單概括的闡述,并對本文所使用的分析軟件ANSY S進行了簡單介紹。再次利用ANSYS軟件對球罐進行建模,施加載荷,然后分析各種載荷對鋼制球罐應力和變形的影響。在建模過程中利用ANSYS軟件特有的參數(shù)化功能對球罐進行參數(shù)化實體建模,實現(xiàn)對鋼制球罐模型的參數(shù)化操作,這樣可以達到一次建模多次受益的結果。然后進行有限元網(wǎng)格劃分,采用了自由網(wǎng)格劃分和局部網(wǎng)格劃分相結合的網(wǎng)格劃分方式。最后通過模擬計算得出重力載荷,最大操作外壓,地震載荷,風載荷,雪載荷,以及組合工況對球罐應力和變形的影響。并通過GB12337-1998中相關標準的規(guī)定,對球罐部分工況條件下的應力和變形進行理論計算,與通過模擬得出的有關數(shù)據(jù)進行對比,進一步證明利用ANSYS軟件對大型球罐進行應力分析的快速性和準確性。
【關鍵詞】：球罐 有限元 ANSYS 應力 位移
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：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12
• 1.2.2 球罐分類12-13
• 1.2.3 球罐的結構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 球罐的結構設計14-15
• 1.2.6 球罐的檢驗維修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真空鋼制球罐的設計與有限元理論19-33
• 2.1 設計參數(shù)的確定19-21
• 2.1.1 設計標準的確定19
• 2.1.2 設計壓力的確定19-20
• 2.1.3 設計溫度的確定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 球罐的強度計算21-25
• 2.2.1 球殼計算22
• 2.2.2 球罐質(zhì)量計算22-23
• 2.2.3 地震載荷計算23
• 2.2.4 風載荷計算23
• 2.2.5 彎矩計算23-24
• 2.2.6 支柱計算24-25
• 2.3 有限元理論25-28
• 2.3.1 有限元理論基礎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)實意義31-32
• 2.5 本章小結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 應力邊界條件40-41
• 3.4.2 位移邊界條件41
• 3.5 本章小結41-43
• 第4章 大型真空鋼制球罐應力分析43-65
• 4.1 重力載荷應力分析43-45
• 4.2 最大操作外壓應力分析45-46
• 4.3 地震載荷應力分析46-51
• 4.3.1 豎直地震載荷應力分析47-49
• 4.3.2 水平地震載荷應力分析49-51
• 4.4 風載荷應力分析51-56
• 4.5 雪載荷應力分析56-59
• 4.6 組合工況應力分析59-62
• 4.7 理論計算進行驗證62-64
• 4.8 本章小結64-65
• 第5章 結論與展望65-67
• 5.1 全文總結65-66
• 5.2 展望66-67
• 參考文獻67-73
• 致謝73

【相似文獻】

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計[J];自動化博覽;2005年S2期

2 竇萬波;劉軍;;關于我國球罐技術精細化的幾點思考[J];壓力容器;2010年11期

3 曾華強;;國外球罐制作技術[J];冶金建筑;1979年01期

4 方晗;;球罐技術界的新貢獻——《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];機械強度;1983年03期

7 嘉楠;;冶金部召開儲氧球罐建設問題座談會[J];冶金建筑;1973年00期

8 呂世民;王艷忱;;儲氧球罐返修技術總結與探討[J];冶金動力;1985年04期

9 陳登豐;試論當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)量評價的看法[J];壓力容器;1991年01期

中國重要會議論文全文數(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力學響應分析[A];壓力容器先進技術——第七屆全國壓力容器學術會議論文集[C];2009年

2 閆思和;韓紀凱;;球罐盤梯的設計方法[A];第三屆十省區(qū)市機械工程學會科技論壇暨黑龍江省機械工程學會2007年年會論文（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 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術產(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研究[A];2011全國壓力容器壓力管道技術發(fā)展與使用暨新技術新產(chǎn)品交流會論文集[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)與機遇、責任和對策（下冊）[C];2002年

6 章子勖;蘇傳才;;異地遷建球罐的安裝施工[A];壓力容器先進技術——第七屆全國壓力容器學術會議論文集[C];2009年

7 雷閩;;對一臺10000m~3球罐缺陷的跟蹤檢查[A];2006年中國機械工程學會年會暨中國工程院機械與運載工程學部首屆年會論文集[C];2006年

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

9 孫東亮;黃光團;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學術會議論文集[C];2012年

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

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;大型天然氣球罐研制技術[N];科技日報;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;2007年

3 周文顯　本報記者 舒小波;我市球罐檢驗項目增項通過質(zhì)檢總局核準[N];綿陽日報;2010年

4 曹志明;寶鋼十年巨罐為世博讓路[N];中國質(zhì)量報;2008年

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

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

7 黃寧蘭　本報記者 蔣維勝;特檢勇士戰(zhàn)高溫[N];中國質(zhì)量報;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;2003年

9 ;國產(chǎn)大型天然氣球罐研制成功[N];中國化工報;2004年

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

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 竇萬波;10000m~3大型天然氣球罐設計及制造關鍵技術研究[D];北京工業(yè)大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高買華;液化氣球罐裂紋修復技術研究[D];西安石油大學;2015年

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

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

4 鄧文斌;15000m~3丁烷球罐設計及安全性評價研究[D];東北石油大學;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;2014年

6 王永衛(wèi);球罐結構應力與抗震分析研究[D];南京工業(yè)大學;2006年

7 費東輝;在用球罐的缺陷統(tǒng)計和分析[D];浙江工業(yè)大學;2011年

8 步瓊;15000m~3大型球罐設計與支柱應力分析[D];東北石油大學;2012年

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

10 裴召華;大型球罐支撐結構有限元分析及研究[D];東北石油大學;2013年

，

本文編號：611393