基于有限元ANSYS的压力容器应力分析报告.doc

:..压力容器分析报告村民建房委员会应建立村级农房建设质量安全监督制度和巡查制度,选聘有责任心和具有一定施工技术常识的村民作为义务巡查监督员,开展经常性的巡查和督查。目录1设计分析依据 02结构有限元分析 43应力分析及评定 54分析结论 23村民建房委员会应建立村级农房建设质量安全监督制度和巡查制度,选聘有责任心和具有一定施工技术常识的村民作为义务巡查监督员,开展经常性的巡查和督查。1设计分析依据(1)压力容器安全技术监察规程(2)JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》-℃0~55工作温度℃5~55工作介质压缩空气46#㎡(1)℃工作温度5~55℃注:在计算包括二次应力强度的组合应力强度时,应选用工作载荷进行计算,本报告中分别选用设计载荷进行计算,故采用设计载荷进行强度分析结果是偏安全的。,其中弹性模型取自JB4732-95表G-5,泊松比根据JB4732-95的公式(5-1)计算得到,设计应力强度分别根据JB4732-95的表6-2、表6-4、表6-6确定。表3材料性能参数性能温度55℃材料名称厚度设计应力强度弹性模型泊松比钢管20≤×10³MPaμ=≤×10³MPaμ=~×10³MPaμ=≤×10³MPaμ=,一般属于“常规设计”,以弹性失效准则为理论基础,由材料力学方法或经验得到较为简单的适合于工程应用的计算公式,求出容器在载荷作用下的最大主应力,将其限制在许用值以内,即可确认容器的壁厚。对容器局部区域的应力、高应力区的应力不做精细计算,以具体的结构形式限制,在计算公式中引入适当的系数或降低许用应力等方法予以控制,这是一种以弹性失效准则为基础,按最大主应力理论,以长期实践经验为依据而建立的一类标准。塑性理论指出,由于弹性应力分析求得的各类名义应力对结构破坏的危险性是不同的,随着工艺条件的苛刻和容器的大型化,常规设计标准已经不能满足要求,尤其是在应力集中区域。若不考虑应力集中而只按照简化公式进行设计,不是为安全而过分浪费材料就是安全系数不够。基于各方面的考虑,产生了“分析设计”这种理念。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹性失效”相结合的“弹塑性失效”准则,要求对容器所需部位的应力做详细的分析,根据产生应力的原因及应力是否有自限性,分为三类共五种,即一次总体薄膜应力(Pm)、一次局部薄膜应力(Pc)、一次弯曲应力(Pb)、二次应力(Q)和峰值应力(F)。对于压力容器的应力分析,重要的是得到应力沿壁厚的分布规律及大小,可采用沿壁厚方向的“校核线”来代替校核截面。而基于弹性力学理论的有限元分析方法,是一种对结构进行离散化后再求解的方法,为了获得所选“校核线”上的应力分布规律及大小,就必须对节点上的应力值进行后处理,即应力分类,根据对所选“校核线”上的应力进行分类,得出各类应力的值,若满足强度要求,则所设计容器是安全的。按照JB4732-1995进行分析,,建立有限元模型,对设备进行强度应力分析。,为减少计算量,只取开孔处作为分析对象,且取其中较为关心的大孔进行分析校核。分析设计所用的几何模型如图1所示。在上下封头和筒体之间存在不连续的壁厚,由于差距和影响量较小,此处统一采用上下封头的设计厚度。,,如图2所示。图3~图5分别为上封头、筒体、下封头的有限元模型。图2压力容器有限元模型图