大直徑玻璃鋼壓力容器強度分析

1、2019829大直徑玻璃鋼壓力容器強度分析第1頁共7頁1大直徑玻璃鋼壓力容器強度分析大直徑玻璃鋼壓力容器強度分析摘要哈爾濱樂普實業(yè)發(fā)展中心研發(fā)了長度9m，內(nèi)徑460mm，工作壓力為8.28MPa，側(cè)壁開直徑114mm孔的玻璃鋼壓力容器是目前世界上直徑最大的反滲透膜殼。根據(jù)ASME規(guī)范的要求，產(chǎn)品需要在66C介質(zhì)中疲勞循環(huán)10萬次后，通過6倍工作壓力的爆破檢驗（50MPa）。采用ASME規(guī)范指定的復(fù)合材料力學(xué)計算公式完成厚度計算和鋪層設(shè)計

2、后，使用MSC.PATRAN和MSC.NASTRAN軟件對產(chǎn)品進行了應(yīng)力和應(yīng)變分析，根據(jù)分析結(jié)果對補強鋪層進行了調(diào)整，調(diào)整鋪層的模型容器進行試驗驗證，并通過了ASME認證。關(guān)鍵詞：玻璃鋼壓力容器；側(cè)壁開孔；強度計算；MSC.PATRAN；MSC.NASTRANASME標準2設(shè)計輸入2.1殼體結(jié)構(gòu)和鋪層設(shè)計（圖1）圖1鋪層結(jié)構(gòu)圖使用ASME規(guī)定的計算公式分別計算了筒體厚度、開孔補強層厚度，據(jù)此設(shè)計的鋪層為：結(jié)構(gòu)層為54.5螺旋纏繞，共計4

3、0層，每層厚1㎜，纖維體積分數(shù)75%。補強層采用0(軸向)90(環(huán)向)纖維鋪層總纖維體積分數(shù)73%，0纖維與90纖維比例為1:2，厚度為120mm。開孔直徑114mm，纏繞完成后機械加工外形并開孔，加工孔底部的置口。2.2設(shè)計計算采用的力學(xué)性能指標見表1項目數(shù)值環(huán)向抗拉強度MPa≥300軸向抗拉強度MPa≥150環(huán)向彈性模量GPa≥25軸向彈性模量GPa≥12.5軸向彎曲強度MPa≥160面剪切強度MPa≥50垂直剪切強度MPa≥60剪