發(fā)布時(shí)間：2017-11-02 12:07

  本文關(guān)鍵詞：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)

  更多相關(guān)文章： 壓力容器 大開孔補(bǔ)強(qiáng) 有限元分析 應(yīng)力分類 強(qiáng)度評(píng)定 熱-應(yīng)力耦合場(chǎng) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 軟件編制

【摘要】：壓力容器是多種行業(yè)中廣泛使用的承壓設(shè)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(huì)產(chǎn)生破壞。因此必須對(duì)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(duì)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JB4732規(guī)定的應(yīng)力分類評(píng)定方法對(duì)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(duì)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(duì)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(píng)定方法。 本文的研究?jī)?nèi)容分為以下幾個(gè)方面： 1對(duì)處于熱-應(yīng)力耦合場(chǎng)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(píng)定方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行線性化處理，得到分類應(yīng)力結(jié)果，并按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行強(qiáng)度校核。 2使用國(guó)內(nèi)外的多種標(biāo)準(zhǔn)(新版GB150-2011，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)規(guī)范(ASME)，俄羅斯聯(lián)邦國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(ГОСТ)等)對(duì)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(duì)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(duì)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Visual Basic編程語言和ANSYS軟件的二次開發(fā)功能編制可執(zhí)行程序，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面輸入?yún)?shù)自動(dòng)計(jì)算、輸出結(jié)果。 本課題的有限元分析結(jié)果通過與國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，結(jié)論證明是正確的，其結(jié)果為深入研究大開孔率圓柱殼平齊接管結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)起到了推動(dòng)作用。
【關(guān)鍵詞】：壓力容器 大開孔補(bǔ)強(qiáng) 有限元分析 應(yīng)力分類 強(qiáng)度評(píng)定 熱-應(yīng)力耦合場(chǎng) 優(yōu)化設(shè)計(jì) 軟件編制
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH49
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.0 課題研究的背景和意義9-10
• 1.1 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和存在的問題10-11
• 1.1.0 國(guó)內(nèi)的主要標(biāo)準(zhǔn)10
• 1.1.1 國(guó)外的主要標(biāo)準(zhǔn)10-11
• 1.1.2 存在的主要問題11
• 1.2 本課題的研究?jī)?nèi)容、方法和意義11-13
• 1.2.1 本文主要研究?jī)?nèi)容和方法11-12
• 1.2.2 本課題研究的意義12-13
• 第2章 壓力容器設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)13-25
• 2.1 壓力容器的設(shè)計(jì)理論13-15
• 2.1.1 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的理論基礎(chǔ)13-14
• 2.1.2 分析設(shè)計(jì)方法的理論基礎(chǔ)14
• 2.1.3 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與分析設(shè)計(jì)方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比14-15
• 2.2 壓力容器的分析設(shè)計(jì)方法15-23
• 2.2.1 應(yīng)力狀態(tài)15-17
• 2.2.2 應(yīng)力分類17-19
• 2.2.3 強(qiáng)度理論19-21
• 2.2.4 應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定方法21-23
• 2.2.5 基于 ANSYS 的壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)23
• 2.3 本章小結(jié)23-25
• 第3章 基于 ANSYS 的壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)有限元分析25-43
• 3.1 有限元分析方法和有限元分析軟件25-27
• 3.1.1 有限元分析的基本理論25-26
• 3.1.2 有限元分析方法的特點(diǎn)26
• 3.1.3 ANSYS-有限元分析軟件26-27
• 3.2 壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)有限元應(yīng)力分析27-42
• 3.2.1 使用 ANSYS 軟件對(duì)壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析27-28
• 3.2.2 使用 ANSYS 軟件分析耦合場(chǎng)的基礎(chǔ)28
• 3.2.3 使用 ANSYS 軟件分析耦合場(chǎng)的步驟28-29
• 3.2.4 點(diǎn)處理法和線處理法29-30
• 3.2.5 無補(bǔ)強(qiáng)條件下壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)有限元應(yīng)力分析30-36
• 3.2.6 有補(bǔ)強(qiáng)條件下壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)有限元應(yīng)力分析36-41
• 3.2.7 無補(bǔ)強(qiáng)與有補(bǔ)強(qiáng)條件下有限元分析結(jié)果對(duì)比41-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第4章 大開孔有限元模型的驗(yàn)證計(jì)算43-57
• 4.1 GB150-2011《壓力容器》中壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法43-50
• 4.1.1 GB150-2011 等面積法43-45
• 4.1.2 GB150-2011 等面積法計(jì)算結(jié)果45-46
• 4.1.3 GB150-2011 分析法46-48
• 4.1.4 GB150-2011 分析法計(jì)算結(jié)果48-50
• 4.2 ASME 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)開孔接管及其補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算50-52
• 4.2.1 ASME 大開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法(ASME 法)50-52
• 4.2.2 ASME 大開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法(ASME 法) 計(jì)算結(jié)果52
• 4.3 ГОСТ(俄羅斯聯(lián)邦國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)) 對(duì)開孔補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算52-55
• 4.3.1 ГОСТ24755 容器開孔的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算方法53-55
• 4.3.2 ГОСТ24755 容器開孔的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算結(jié)果55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第5章 基于 ANSYS 的壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)57-65
• 5.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念57
• 5.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論57
• 5.3 ANSYS 軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟和方法57
• 5.4 基于 ANSYS 的壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)57-64
• 5.4.1 壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)58-61
• 5.4.2 壓力容器大開孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果分析61-64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 第6章 壓力容器大開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)開發(fā)65-69
• 6.1 設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)基本信息65-66
• 6.2 壓力容器大開孔設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)66-68
• 6.3 本章小結(jié)68-69
• 第7章 結(jié)論與展望69-71
• 7.1 結(jié)論69
• 7.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邵軍;項(xiàng)宗方;王平;;基于VB的ANSYS二次開發(fā)[J];重慶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年02期

2 關(guān)慶賀;;壓力容器的開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];裝備制造技術(shù);2011年02期

3 周金枝;李小飛;;ANSYS軟件在壓力容器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J];湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2008年03期

4 沈捚;;基于壓力-面積應(yīng)力計(jì)算的開孔補(bǔ)強(qiáng)方法[J];化工機(jī)械;2011年02期

5 阮黎祥;丁伯民;;開孔補(bǔ)強(qiáng)的等面積法和壓力面積法的聯(lián)系和區(qū)別——兼對(duì)ASME Ⅷ-2(2007)開孔補(bǔ)強(qiáng)的分析[J];化工設(shè)備與管道;2008年01期

6 石傳美;張亞新;王光文;;基于ANSYS的壓力容器壁厚優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];化工設(shè)備與管道;2009年05期

7 譚志洪;譚f3;謝志剛;邢承治;;基于有限元分析的開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];化工裝備技術(shù);2006年06期

8 李虎林;陳威;于安民;高宏;;基于ANSYS參數(shù)化語言的壓力容器優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];石油和化工設(shè)備;2006年04期

9 梅瑛;李瑞琴;李喜太;;容器開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的分析與探討[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與研究;2009年04期

10 董龍梅;楊濤;孫顯;;基于ANSYS對(duì)壓力容器的應(yīng)力分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2008年06期

本文編號(hào)：1131466