浙大化机所-承压设备设计与安全-分析报告-大作业

《浙大化机所-承压设备设计与安全-分析报告-大作业》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、承压设备设计与安全分析报告应力分析报告StressAnalysisReport浙江大学化工机械研究所InstituteofProcessEquipmentZhejiangUniversityApr.,2010承压设备设计与安全分析报告目录一.设计分析依据11.1设计参数11.2计算及评定条件1二.结构壁厚计算2三.结构有限元分析33.1有限元模型33.2单元选择43.3边界条件5四.应力分析及评定64.1应力分析64.2应力强度校核74.3模型疲劳强度评定10五.分析结论11附录1设计载荷作用下

2、结构应力沿路径线性化结果(A)11附录2设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(B)12附录3设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(C)14附录4设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(D)15附录5设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(E)17附录6设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(F)18附录7设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(G)19附录8设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果(H)21承压设备设计与安全分析报告一.设计分析依据（1）《压力容器安全技术监察规程》（2）JB4

3、732-1995《钢制压力容器——分析设计标准》（2005确认版）（3）吸附器设计参数1.1设计参数表1设备基本设计参数设计压力/MPa（g）0.6设计温度/℃100筒体/封头Q345R接管16MnⅢ腐蚀裕量C2/mm2.0接管aØ664×32/ø624×121.2计算及评定条件(1)静强度计算条件表2设备载荷参数设计载荷工况工作载荷工况气压实验工况设计压力/MPa0.6工作压力/MPa-试验压力/MPa-设计温度/℃100工作温度/℃-试验温度/℃-注：在计算包括二次应力强度的组合应力强度时，

4、应选用工作载荷进行计算，本报告中分别选用设计载荷进行进行计算，故采用设计载荷进行强度分析结果是偏安全的。(2)材料性能参数材料性能参数见表3，其中弹性模量取自JB4732-95表G-5，泊松比根据JB4732-95的公式（5-1）计算得到，设计应力强度分别根据JB4732-95的表6-2和表6-6确定。表3材料性能参数性能温度320℃材料名称厚度mm设计应力强度MPa弹性模量MPa泊松比Q345R/Sm=196Et=2.03×105μ＝0.316MnⅢ≤300Sm=163Et=2.03×1052

5、1承压设备设计与安全分析报告(3)疲劳计算条件工作载荷为加压、卸压循环载荷，每小时循环操作2次，容器设计寿命30年。故循环次数为n1=2×24×365×30=525600次。二.结构壁厚计算按照静载荷条件，根据JB4732-95第七章（公式与图号均为标准中的编号）确定设备各元件壁厚，因介质密度较小，不考虑介质静压，同时忽略设备自重。1.筒体厚度因Pc=0.6MPa<0.4KSm=0.4×1×196=78.4MPa，故选用JB4732-95公式（7-1）计算筒体厚度：计算厚度：设计厚度：根据JB4

6、732-1995(2005确认版)，取名义厚度：有效厚度：2.椭圆形封头厚度标准椭圆封头，厚度根据JB4732-95图7-1中r/Dr=0.17的曲线确定。，查表得：计算厚度：设计厚度：根据JB4732-1995(2005确认版)，取名义厚度：有效厚度：若考虑到封头的厚度减薄量13%，有限元计算厚度为综合考虑封头和筒体的有限元计算厚度，我们取有限元计算厚度为4.96mm。3.开孔接管21承压设备设计与安全分析报告接管开孔采用16MnⅢ厚壁管，结构见总图及零件图，各开孔厚壁管尺寸如表4所示：表4接

7、管尺寸接管名义尺寸有效尺寸aØ664×32/Ø624×12Ø664×30/Ø624×10三.结构有限元分析按照JB4732-1995进行分析，整个计算采用ANSYS10.0软件，使用MN-m-MPa单位制，建立有限元模型，对设备进行强度应力分析。3.1有限元模型基于筒节结构几何的连续性，在不影响结构应力分布的状况下，省去了筒节中部部分尺寸模型的建立，而与封头相连接的筒节部位模型作了一定尺寸范围的保留。上部封头的实体模型如下图1所示，以筒节的中心为坐标原点，水平面为XY平面，筒节的轴向方向为Z轴方

8、向。图1三维实体模型21承压设备设计与安全分析报告3.2单元选择在结构的应力分析中，采用ANSYS10.0软件的8节点三维实体单元（SOLID45）对模型进行六面体网格划分。图2为网格划分模型，单元数目为14416，节点数目为18725。a)总体效果图21承压设备设计与安全分析报告a)局部放大图图2网格划分模型3.3边界条件(1)位移边界条件在Z=0的面上约束Z向位移；在Y=0的面上约束Y向位移；在X=0的面上约束X向位移。(2)力的边界条件在设备的筒节内壁、各接管的内壁以及封头内壁施加内压载荷