具有大開孔壓力容器結(jié)構(gòu)有限元分析及設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、分類號密級UDC編號碩士學(xué)位論文具有大開孔壓力容器結(jié)構(gòu)有限元分析及設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)學(xué)位申請人：人：任宏雷指導(dǎo)教師：師：任小中學(xué)科專業(yè)：業(yè)：機(jī)械制造及自動化學(xué)位類別：別：工學(xué)碩士2013年6月摘要論文題目：論文題目：具有大開孔壓力容器結(jié)構(gòu)有限元分析及設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)具有大開孔壓力容器結(jié)構(gòu)有限元分析及設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)專業(yè)：業(yè)：機(jī)械制造及自動化機(jī)械制造及自動化研究生：生：任宏雷任宏雷指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：任小中任小中摘要壓力容器是多種行業(yè)中廣泛使用的承壓設(shè)

2、備，為了滿足工藝和結(jié)構(gòu)上的需要必須要在容器壁上開孔。容器上開孔后，在開孔邊緣周圍產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力。如果局部應(yīng)力超出了材料的強(qiáng)度極限，就會產(chǎn)生破壞。因此必須對開孔邊緣部分進(jìn)行加強(qiáng)，即補(bǔ)強(qiáng)處理。GB150中采用的等面積補(bǔ)強(qiáng)法能夠適用的范圍有限，隨著大直徑設(shè)備與大接管不斷出現(xiàn)，GB150的計(jì)算方法已不能適用，因此，急需找到一種適用的大開孔計(jì)算方法。本文使用ANSYS軟件對超出GB150規(guī)定范圍的壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元應(yīng)力分析，并使用J

3、B4732規(guī)定的應(yīng)力分類評定方法對大開孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核。同時(shí)使用ANSYS軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)工具對筒體、接管壁厚，補(bǔ)強(qiáng)圈寬度、圈厚度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到上述參數(shù)滿足設(shè)計(jì)條件(材料許用應(yīng)力)的最小值。找到對壓力容器大開孔補(bǔ)強(qiáng)的分析設(shè)計(jì)起指導(dǎo)作用的一種計(jì)算及強(qiáng)度評定方法。本文的研究內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面：1對處于熱應(yīng)力耦合場之中的壓力容器大開孔(無補(bǔ)強(qiáng)和有補(bǔ)強(qiáng))結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元應(yīng)力分析，使用JB4732規(guī)定的應(yīng)力分類評定方法對結(jié)果進(jìn)行線性化處理，得到

4、分類應(yīng)力結(jié)果，并按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行強(qiáng)度校核。2使用國內(nèi)外的多種標(biāo)準(zhǔn)(新版GB1502011，美國機(jī)械工程師協(xié)會規(guī)范(ASME)，俄羅斯聯(lián)邦國家標(biāo)準(zhǔn)(ГОСТ)等)對有限元分析的模型進(jìn)行校核計(jì)算，并與ANSYS軟件有限元應(yīng)力分析的結(jié)果對比驗(yàn)證、得出結(jié)論。3使用ANSYS軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)工具對筒體壁厚、接管壁厚、補(bǔ)強(qiáng)圈寬度、補(bǔ)強(qiáng)圈厚度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到上述參數(shù)在滿足設(shè)計(jì)條件的最小值，也就是最節(jié)省材料的方案。4使用VisualBasic編程語言和ANS