资源描述：
《内压壳体开孔接管的应力分析与补强设计计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、内压壳体开孔接管的应力分析与补强设计计算第25卷第9期2006年9月机械科学与技术MECHANICALSCIENCEANDTECHNOLOGYVol_25No.9September2006王磊文章编号:1003—8728(2006)09—1130-05内压壳体开孑L接管的应力分析与补强设计计算王磊(南通职业大学机械工程系,南通226007)摘要:针对内压容器壳体在开孔部位尤其大开孔接管部位有很大的应力集中现象,从应力分类的基本原理出发,分析了开孔边缘的复杂应力状态,并对大开孔有限元应力分析结果的应力分类评定提出建议.比较分析了几种大开孔补强方法的异同点,阐述了工程设计中如何进行应力分类和选择
2、合适的补强方法.关键词:应力分类;有限元分析;ASME法中图分类号:TQ051.3文献标识码:AStressAnalysisandReinforcementDesignCalculationattheOpeningsofNozzlesontheShellofanInternetPressureVesselWangLei(DepartmentofMechanicalEngineering,NantongVocationalUniversity,Jiangsu226007)Abstract:Greatstressconcentrationappearsattheopeningsandespeci
3、allyatthelargeopeningsoftheiunctionsandshellsofinternalpressurevessels.Thestateofcomplicatedstresswasanalyzedandsugges—tionsforassessingthestressclassificationofthefiniteelementanalysisresultofthelargeopeningswereputforward.Thesimilaritiesanddifiereneesofseveralmethedsforreinforcementatlargeopening
4、swereanalyzedandcompared.Thecorrectstressclassificationandtheproperreinforeementmethodselectionweredescribedforthepurposeofengineeringdesign.Keywords:stressclassification;finiteelementana1),sis;ASMEmethod随着石油,化工,医药,核工业以及海洋,空间工程技术的发展,压力容器结构廿三变得越来越复杂.对于压力容器,由于工艺和结构上的需要,不可避免地要在主要受压件上开孔,由此必然会在开孑L边缘形成比较
5、复杂的应力状态.如何正确地进行应力分析及采取卡fI应的应力分类方法.是工程设计人员首先要考虑的.应力分类概念在压力容器设计中应用已相当广泛,应力分类的方法主要用于压力容器的分析设计,对某些结构,在常规设计标准GB150—1998或GB151—1999中也引人了应力分类的概念.本文从应力分类的基本原理出发,阐述如何分析内压壳体开孑L接管处的应力并进行应力分类,以及采取相应的补强计算方法.1应力分类的概念及基本思想按应力分类准则,应力分3类:一次应力,二次应力和峰值应力.收稿日期:2005—05—24作者简介:王磊(1968一),女(汉),汀苏,坝L研究,lE—mail:ntwlei(q163.
6、COIll1.1一次应力一次应力是指由外加的机械载荷在容器受压元件中直接产生的正应力或剪应力,它必须满足外载和内力的静力平衡条件.一次应力所引起的总体塑性流动是非自限的,"无自限性"是一次应力的基本特征.具体来说,压力,设备自重,风力,地震力和各种可能的其它外加力和弯矩在结构中一般部位所产生的应力均为一次应力.在这些载荷所产生的一次应力中,又分为一次薄膜应力和一次弯曲应力,一次应力对应静力强度问题,控制一次应力的意义是保证结构在一次加载条件下的总体静力强度,否则结构无法承载,当时就可发生破坏或产生过大的变形,其与结构的极限载荷相联系.一次应力强度是结构在机械载荷作用下的最基本强度,是必须首先
7、满足的.因此,在JIM732—95_l和ASMEⅧ一2_2中对一次应力的限制条件为不允许在整个断面上达到材料的屈服限,即SI≤KSSⅢ≤1.5KS式中:sI为一次总体薄膜应力强度;SⅢ为一次薄膜(总体或局部)加一次弯曲应力强度;K为载荷系数(对风载,地震载荷等阶段性发生的载荷取I.2,其它载荷取1.O);第9期王磊:内压壳体开孔接管的应力分析与补强设计计算1131为材料的许用应力强度.由于材料的许用应力强度由
