探索气瓶承压能力分析及缺陷气瓶止裂方法研究

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1、大连理工大学硕士学位论文气瓶承压能力分析及缺陷气瓶止裂方法研究姓名：张转连申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：喻健良20080501大连理下，人学专业学位硕十学位论文摘要气瓶是移动式压力容器，是国家安全监察范畴内的特种设备，具有介质复杂、量大面广、流动性强的特点，更存在燃烧、爆炸、毒害等潜在危险。因此掌握其工作条件下的应力分布，并根据结果调整气瓶设计参数，从而降低气瓶的应力，对安全运行具有重要的意义。气瓶在正常的工作条件下，不可避免会出现缺陷。而极限分析因更能反映结构状态的本质，在缺陷容器的安全评定和结构的强度设计

2、中越来越重要。因此有、无缺陷气瓶极限载荷值的获得，也是需要解决的问题。另外，在一些场合下，对发现缺陷的气瓶等容器，由于生产过程的连续性等客观条件的限制，不能及时更新，因此如何对其实施简便有效地处理，以延长使用寿命，具有很高的应用价值。本文利用有限元分析方法，研究的内容与主要结论如下：(1)对压力作用下，气瓶的应力分布进行有限元模拟。模拟发现影响气瓶应力分布的参数为出口口径和瓶颈处过渡半径。分析了这两个参数对气瓶应力的影响，根据影响规律，寻找到较好的参数取值范围；(2)选用了合适的极限载荷确定方法，对无缺陷气瓶、带缺陷气瓶

3、极限载荷进行了计算。结果发现：无缺陷气瓶极限载荷值与直管相同，失效形式为气瓶筒体的塑性极限失效，气瓶颈部对其值没有影响。由于缺陷对结构承载能力的削弱，带缺陷气瓶的极限载荷值远远小于无缺陷气瓶值。定义无量纲极限载荷以衡量缺陷对结构的削弱程度，对各参数下缺陷气瓶的无量纲极限载荷进行了系统的计算，并编制成表，可供工程人员参考。(3)提出采用贴补加强筋方法对缺陷气瓶进行止裂。通过有限元模拟，定性计算了贴补加强筋后，结构应力强度因子和极限载荷的变化情况。定义止裂系数以评价止裂效果，并分析了止裂系数与加强筋各参数间的关系，对贴补加强

4、筋给出合理建议。关键词：气瓶；有限元；极限载荷；加强筋气瓶承压能力分析及缺陷气瓶止裂方法研究AnalysistohadCapabilityofGasCylinderandResearchonCrackArrestofGasCylinderwithDefectAbstractGascylinderisasortofmobilepressurevessel．Itisthespecialmonitoringequipmentofnationalsecuritysupervisorycategory．Ithasthemedium

5、tobecomplex．Ithasbeenwildlyused．Itsflowingcharacteristicisstrong．Ithasthecombustion,explosion,poisoning,andotherpotentialhazards．Thereforecontrollingofthestressdistributionundertheirworkingconditions，andadjustingcylinderdesignparametersinaccordancewiththeresultsi

6、nordertoreducethegascylinderstress，havethevitalsignificancetothesafeoperation．Gascylinderswillappeardefectsinevitableinnormalworkingconditions．ButbecausethelimitanalysisiSplayingmoreandmoreimportantpartinsafetyestimationofdefectedvesselandintensitydesignofstructu

7、reduetothenaturereflectionofstructurestate．andit’sabigproblemforengineerstogainlimitloadofgascylinderandgascylinderwithdefect．The南llowingcontentsRl'eincludedinthispaperwithfiniteelementmethod：(1)Finiteelementsimulationisdonetothestressdistributionofgascylinderinp

8、ressure．Theresultsshowthattheparametersthatinfluencethestressdistributionofgascylinderareoutletcalibreandtransitionbottlenecks．Theinfluenceoftheseparameterstos