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1、分类号密级UDC学位论文大型钢制球罐的有限元分析作者姓名：齐继微指导教师：张斌副教授学院名称：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：工学学科专业名称：化工过程机械论文提交日期：论文答辩日期：学位授予日期：答辩委员会主席：评阅人：东北大学2009年7月AThesisinChemicalProcessMachineryTheFiniteElementAnalysisofLargeSteelSphereTankByQiJiWeiSupervisor:AssociateProfessorZhangBinNortheaste
2、rnUniversityJuly2009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：日期：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
3、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□一年□一年半□两年□学位论文作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：I东北大学硕士学位论文摘要大型钢制球罐的有限元分析摘要钢制球形储罐是一种高效的适于储存的大型压力容器设备，是一种大型的、复杂的焊接壳体结构。它涉及到结构设计理论、材料科学、塑性加工技术、焊接技术、热处理技术、无损检测技术、断裂力学等多个学科理论和技术领域。同时，球罐储存介质涵盖了液化气体、氧气、氮气、天然气及城市煤气等，容量大，常常要工作在高压、高真空、腐蚀和低循环疲劳载荷
4、等环境中，大多数球罐都存储着易燃、易爆和有毒的液体和气体介质。一旦发生事故，就会带来灾难性后果，造成大范围的爆炸和燃烧，酿成生命财产的巨大损失并严重污染环境。另外，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。ANSYS软件作为一种大型的有限元分析软件可以实现实体的分析模拟，本文就是利用大型有限元分析软件ANSYS对钢制球罐进行建模，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。运用APDL程序化语言，对球罐进行参
5、数化实体建模，实现钢制球罐模型的参数化操作，可以达到一次建模多次受益的结果，然后规划有限元网格划分的分体模型，采用交互式操作方式对分体模型进行规则化有限元单元划分，最后施加各种载荷，分析结果。结果表明，重力载荷对球罐变形和应力的影响是对称的，风载荷对球罐变形和应力的影响是非对称的，最大操作外压对球罐变形和应力的影响是对称的。载荷的联合作用所产生的效果是载荷单独作用时在球罐相应位置的叠加。关键词：球罐；有限元；应力；变形；APDLIII东北大学硕士学位论文AbstractTheFiniteElementAnalysisofLargeS
6、teelSphereTankAbstractSteelsphericaltankisahighlyefficientstorageforlarge-scalepressurevesselequipment,isalarge,complexweldingoftheshellstructure.Itinvolvesthestructuraldesigntheory,materialsscience,plasticprocessingtechnology,weldingtechnology,heattreatmenttechnology,
7、non-destructivetestingtechnology,suchasfracturemechanicstheoryandtechnologydisciplines.Atthesametime,thestoragemediaspherecoversliquefiedgases,oxygen,nitrogen,naturalgasandcitygas,etc.,largecapacity,oftentoworkinhigh-pressure,highvacuum,corrosionandlowcyclefatigueloads
8、,suchastheenvironment,mostarestoredinsphericaltanksflammable,explosiveandtoxicliquidsandgasmedia.Theeventofanaccident
