本文關(guān)鍵詞：大型多鞍座支撐臥式容器應(yīng)力分析與試驗研究

  更多相關(guān)文章： 多鞍座支撐臥式容器 三彎矩方程 Zick方法 試驗研究 不均勻沉降

【摘要】：隨著過程設(shè)備的大型化和建造技術(shù)的發(fā)展,超長型臥式容器越來越多,臥式容器的鞍座數(shù)目也在不斷增加,在長徑比較大的壓力容器中,尤其是壓力較小而直徑較大的薄壁容器,采用雙鞍座支撐臥式容器將會在跨中引起較大的撓度,進而需要增加容器的壁厚,若采用三鞍座或者多鞍座支撐結(jié)構(gòu),則會改善受力情況,降低材料成本,因此,多鞍座支撐臥式容器在工程上應(yīng)用越來越廣泛。 本文對大型多鞍座支撐臥式容器進行了系統(tǒng)的應(yīng)力分析與試驗研究,主要包括以下內(nèi)容： 1.本文根據(jù)相關(guān)文獻和標準列出了大型多鞍座支撐臥式容器的一般設(shè)計方法和步驟。并以工程上某大型多鞍座支撐臥式容器為例,對其進行各項應(yīng)力的計算和校核,在計算上驗證了采用Zick理論和三彎矩方程結(jié)合方法(簡稱“Zick方法”)的可行性。 2.在以上計算的基礎(chǔ)上,采用ANSYS軟件對該容器滿水工況進行應(yīng)力分析,并與Zick方法的彎矩和支反力進行對比。同時,采用壓力容器分析設(shè)計方法,依據(jù)國內(nèi)分析設(shè)計標準JB4732對該容器進行了校核。驗證了Zick方法準確性和安全性。 3.為進一步驗證Zick方法和有限元分析設(shè)計方法的安全性和可靠性,對該容器滿水工況進行了詳細的試驗研究和現(xiàn)場試驗,保證了容器的安全性,也再次驗證了Zick方法和有限元分析設(shè)計方法計算大型多鞍座支撐臥式容器的可行性和安全性。 4.針對多鞍座支撐臥式容器的基礎(chǔ)不均勻沉降問題,依據(jù)“有沉降的三彎矩方程”,結(jié)合有限元方法進行對比,驗證了“有沉降的Zick方法”求解不均勻沉降問題的可行性。也從根本上解釋了在鞍座不均勻布置或載荷不均勻時,Zick方法和有限元分析方法計算結(jié)果的差異。 5.以三鞍座支撐臥式容器為例,針對容器鞍座底部未沉降,而因各個鞍座載荷不均勻引起容器軸線發(fā)生沉降的情況,通過大量的數(shù)值計算和數(shù)據(jù)分析獲得了計算“容器軸線在鞍座處的沉降位移△'”的具體公式和相應(yīng)圖表,并依據(jù)“有沉降的Zick方法”提出了計算的新思路,在工程上具有一定的推廣價值。
【關(guān)鍵詞】：多鞍座支撐臥式容器 三彎矩方程 Zick方法 試驗研究 不均勻沉降
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH49
【目錄】：

• 學位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 符號說明14-16
• 第一章 緒論16-22
• 1.1 概述16
• 1.2 多鞍座支撐臥式容器應(yīng)力分析方法16-21
• 1.2.1 國內(nèi)研究進展17-18
• 1.2.2 國外研究進展18-19
• 1.2.3 設(shè)計方法19-21
• 1.3 本論文的研究目的和內(nèi)容21-22
• 1.3.1 研究目的21
• 1.3.2 研究內(nèi)容21-22
• 第二章 基于Zick理論和三彎矩方程的應(yīng)力分析22-40
• 2.1 基于Zick理論和三彎矩方程的設(shè)計方法和步驟22-33
• 2.1.1 多鞍座支撐臥式容器的受力模型22-23
• 2.1.2 多支座簡支梁問題的求解23-25
• 2.1.3 繪制剪力彎矩圖25-26
• 2.1.4 各項應(yīng)力計算和校核26-33
• 2.2 大型多鞍座支撐臥式容器應(yīng)力分析33-39
• 2.2.1 基本結(jié)構(gòu)33-34
• 2.2.2 基本參數(shù)34
• 2.2.3 載荷工況和材料屬性34-35
• 2.2.4 力學模型簡化和受力分析35-36
• 2.2.5 鞍座處彎矩和反力36-37
• 2.2.6 各項應(yīng)力計算和校核37-39
• 2.3 本章小結(jié)39-40
• 第三章 基于有限元方法的應(yīng)力計算和分析設(shè)計40-52
• 3.1 基于有限元方法的應(yīng)力計算與Zick方法的對比40-49
• 3.1.1 材料參數(shù)40-41
• 3.1.2 第一段筒體有限元應(yīng)力計算41-47
• 3.1.3 彎矩和支反力對比47-49
• 3.2 大型多鞍座支撐臥式容器有限元分析設(shè)計49-50
• 3.3 本章小結(jié)50-52
• 第四章 大型多鞍座支撐臥式容器試驗研究52-80
• 4.1 試驗研究52-54
• 4.1.1 試驗?zāi)康?/span>52
• 4.1.2 試驗難點52-53
• 4.1.3 試驗前后處理53-54
• 4.2 測點位置和點數(shù)54-59
• 4.2.1 平板封頭56-57
• 4.2.2 第一段圓筒體和鞍座57
• 4.2.3 第七段圓筒體、鞍座和變徑段57-58
• 4.2.4 第十段圓筒體和鞍座58-59
• 4.2.5 底部鋼支架59
• 4.3 試驗硬件準備59-61
• 4.4 試驗軟件準備61-66
• 4.4.1 靜態(tài)應(yīng)變儀軟件61-62
• 4.4.2 自動采集數(shù)據(jù)軟件62-66
• 4.4.3 數(shù)據(jù)處理軟件66
• 4.5 現(xiàn)場測試過程66-68
• 4.6 試驗結(jié)果與數(shù)據(jù)處理68-75
• 4.6.1 應(yīng)力強度的大小和變化趨勢68-71
• 4.6.2 保壓前后對比71
• 4.6.3 環(huán)境溫度的影響71-74
• 4.6.4 沉降74-75
• 4.7 有限元結(jié)果與試驗結(jié)果對比75-78
• 4.7.1 應(yīng)力強度對比75-77
• 4.7.2 誤差分析77-78
• 4.8 本章小結(jié)78-80
• 第五章 考慮不均勻沉降的應(yīng)力分析80-92
• 5.1 不均勻沉降概述80-81
• 5.2 大型多鞍座支撐臥式容器不均勻沉降應(yīng)力分析81-88
• 5.2.1 基于“有沉降的三彎矩方程”的應(yīng)力分析81-83
• 5.2.2 考慮不均勻沉降的有限元分析83-85
• 5.2.3 “有沉降的三彎矩方程”是否適用探討85-88
• 5.3 沉降前后彎矩和支反力變化88-90
• 5.4 本章小結(jié)90-92
• 第六章 基于有沉降Zick方法的多鞍座支撐臥式容器設(shè)計計算92-108
• 6.1 三鞍座支撐臥式容器數(shù)值分析92-101
• 6.1.1 數(shù)據(jù)準備92-94
• 6.1.2 有限元模型94-96
• 6.1.3 數(shù)據(jù)結(jié)果分析96-101
• 6.2 三鞍座支撐臥式容器的設(shè)計計算新思路101-102
• 6.3 算例102-106
• 6.4 本章小結(jié)106-108
• 第七章 結(jié)論與展望108-110
• 7.1 結(jié)論108-109
• 7.2 展望109-110
• 參考文獻110-114
• 致謝114-116
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文116-118
• 作者及導(dǎo)師簡介118-119
• 附件119-120

【參考文獻】

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本文編號：896928