基于ansys的大型真空钢制球罐有限元分析

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于ANSYS的大型真空钢制球罐有限元分析作者姓名：张龙彪指导教师：张斌副教授东北大学机械工程与自动化学院申请学位级别：硕士学科类别：专业学位学科专业名称：机械工程论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月东北大学2014年6月锄眵万方数据AThesisinMechanicalEngineeringElementAnalysisofLargeVacuumSteelSphericalTankBasedonANSYSbyZhangLon曲iaoSuperVisor：Associ

2、ateProfessorZhangBinNortheasternUniVersityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：劭嘲日期：加膨、6，2／学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并

3、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年b学位论文作者签名：私龙钯签字日期：训／够．移、77鬻：粼、、签字日期：／w∥＼撕。多。z7’万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于ANSYS的大型真空钢制球罐有限元分析摘要球罐是一种典型的薄壳压力容器，随着容积的增加，其设计、加工制造、组装及热处理的难度也随之增大，随着计算机技术应用的不断深入，有限元分析设计已

4、经在工程上得到广泛应用。采取有限元分析技术可以更加准确、直观地反映非线性应力分布，便于结构优化处理，使大型球罐的设计更趋合理性。球形压力容器与其他压力容器相比有很多优点，如占地面积小，受力情况好，承压能力高，现场安装和运输方便。国内外球罐技术发展的方向都是高参数大型化，球罐大型化可以降低单位容积存储能力的投资，节省占地面积，也节省了辅助设施的费用，同时便于管理。球罐受到的载荷也比较复杂，大多数情况下都是处于多载荷联合作用下，由于在试验的条件下无法进行非人工载荷的分析和模拟，所以要用分析软件对大型钢制球罐进行模拟分析。本

5、文首先通过相关文献资料的研究和探讨，根据大型钢制球罐的成本相对较高，所受载荷相对复杂，所考虑的安全可靠性因素更复杂，得出对大型钢制球罐进行有限元分析的重要性。其次对20000m3大型真空钢制球罐强度计算和强度校核，同时对有限元分析理论进行了简单概括的阐述，并对本文所使用的分析软件ANSYS进行了简单介绍。再次利用ANSYS软件对球罐进行建模，施加载荷，然后分析各种载荷对钢制球罐应力和变形的影响。在建模过程中利用ANSYS软件特有的参数化功能对球罐进行参数化实体建模，实现对钢制球罐模型的参数化操作，这样可以达到一次建模多

6、次受益的结果。然后进行有限元网格划分，采用了自由网格划分和局部网格划分相结合的网格划分方式。最后通过模拟计算得出重力载荷，最大操作外压，地震载荷，风载荷，雪载荷，以及组合工况对球罐应力和变形的影响。并通过GBl2337．1998中相关标准的规定，对球罐部分工况条件下的应力和变形进行理论计算，与通过模拟得出的有关数据进行对比，进一步证明利用ANSYS软件对大型球罐进行应力分析的快速性和准确性。关键词：球罐；有限元；ANSYS；应力；位移万方数据东北大学硕士学位论文Abs廿actElementAnalysisofLarge

7、SteelSphericalBasedonANSYSAbstractTalll(sheHisa够picalpressureVessel．Thedi伍cul够ofdesign，manu蠡赡nJring，assemblyaIldheat仃ea恤enti11creasedwitlltlleincreasehlvolume．Witllt11econtinuousdeVelopmentofcomputertecllIlologyapplications，finiteelementanalysisaIlddesignhasbeen

8、widelyusedinengineering．FiniteelementanalysistecllIliquescaIlbemoreaCcuratelyandintuitiVelytorenectt11enon-line2urstressdistribution，tofacilitates仃ucturaloptimization