具有大開孔壓力容器結構有限元分析及設計系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、分類號密級UDC編號碩士學位論文具有大開孔壓力容器結構有限元分析及設計系統(tǒng)開發(fā)學位申請人：人：任宏雷指導教師：師：任小中學科專業(yè)：業(yè)：機械制造及自動化學位類別：別：工學碩士2013年6月摘要論文題目：論文題目：具有大開孔壓力容器結構有限元分析及設計系統(tǒng)開發(fā)具有大開孔壓力容器結構有限元分析及設計系統(tǒng)開發(fā)專業(yè)：業(yè)：機械制造及自動化機械制造及自動化研究生：生：任宏雷任宏雷指導教師：指導教師：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

2、備，為了滿足工藝和結構上的需要必須要在容器壁上開孔。容器上開孔后，在開孔邊緣周圍產生很高的局部應力。如果局部應力超出了材料的強度極限，就會產生破壞。因此必須對開孔邊緣部分進行加強，即補強處理。GB150中采用的等面積補強法能夠適用的范圍有限，隨著大直徑設備與大接管不斷出現(xiàn)，GB150的計算方法已不能適用，因此，急需找到一種適用的大開孔計算方法。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構進行有限元應力分析，并使用J

3、B4732規(guī)定的應力分類評定方法對大開孔結構進行強度校核。同時使用ANSYS軟件優(yōu)化設計工具對筒體、接管壁厚，補強圈寬度、圈厚度進行優(yōu)化設計，得到上述參數滿足設計條件(材料許用應力)的最小值。找到對壓力容器大開孔補強的分析設計起指導作用的一種計算及強度評定方法。本文的研究內容分為以下幾個方面：1對處于熱應力耦合場之中的壓力容器大開孔(無補強和有補強)結構進行有限元應力分析，使用JB4732規(guī)定的應力分類評定方法對結果進行線性化處理，得到

4、分類應力結果，并按照標準進行強度校核。2使用國內外的多種標準(新版GB1502011，美國機械工程師協(xié)會規(guī)范(ASME)，俄羅斯聯(lián)邦國家標準(ГОСТ)等)對有限元分析的模型進行校核計算，并與ANSYS軟件有限元應力分析的結果對比驗證、得出結論。3使用ANSYS軟件優(yōu)化設計工具對筒體壁厚、接管壁厚、補強圈寬度、補強圈厚度進行優(yōu)化設計，得到上述參數在滿足設計條件的最小值，也就是最節(jié)省材料的方案。4使用VisualBasic編程語言和ANS