压力容器应力分析报告

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1、压力容器应力分析报告作者：郝玉龙单位：安世亚太广州办事处2007年11月27日目录1.设计条件12.载荷分析12.1.载荷参数12.1.1.强度计算条件12.1.2.疲劳计算条件12.2.材料参数22.2.1.壳体及封头22.2.2.接管及凸缘23.结构分析33.1.结构疲劳分析免除的判断33.2.结构元件厚度确定34.模型建立54.1.第I子模型---顶封及接管a&b结构模型54.1.1.结构力学模型54.1.2.边界条件64.1.3.单元选取和网格划分74.2.第II子模型--接管c结构模型84.2.1.结构力学模型84.2.2.边界条件94.2.3

2、.单元选取和网格划分104.3.第III子模型---锥壳及接管d结构模型114.3.1.结构力学模型114.3.2.边界条件114.3.3.单元选取和网格划分124.4.第IV子模型---底封及凸缘结构模型124.4.1.结构力学模型124.4.2.边界条件134.4.3.单元选取和网格划分135.应力分析145.1.第I子模型---顶封及接管a&b结构模型145.1.1.路径A1-A1(63684-65527)155.1.2.路径A2-A2(86146-86232)165.1.3.路径A3-A3(85593-85972)165.2.第II子模型---接

3、管c结构模型165.2.1.路径B1-B1(6831-1831)175.2.2.路径B2-B2(6831-8215)185.3.第III子模型---锥壳接管d结构模型185.3.1.路径C1-C1(5829-6584)195.3.2.路径C2-C2(36439-36581)195.3.3.路径C3-C3(36518-36440)205.4.第IV子模型---底封与凸缘结构模型205.4.1.路径D-D(63-18)216.疲劳分析216.1.正常工作循环226.2.水压试验循环226.3.计算累计损伤系数U227.技术要求及结论228.附录238.1.第

4、I子模型线性化结果238.1.1.PATHA1-A1238.1.2.PATHA2-A2248.1.3.PATHA3-A3258.2.第II子模型线性化结果268.2.1.PATHB1-B1268.2.2.PATHB2-B2278.3.第III子模型线性化结果288.3.1.PATHC1-C1288.3.2.PATHC2-C2298.3.3.PATHC3-C3308.4.第IV子模型线性化结果318.4.1.PATHD-D31 1.            设计条件某压力容器，结构简图以及四个子模型分布情况见图1。图1容器结构简图及四个子模型分布情况设计数据

5、如表1所示：表1.设计数据操作载荷压力最高2.8MPa预计循环次数540000次最低0.2MPa弯矩M=8×107N·mm操作温度240℃材料壳体选用16MnR,接管锻件选用16MnII，所有焊角12mm。2.            载荷分析2.1.       载荷参数2.1.1.  强度计算条件计算压力(设计压力)：Pc=3.08MPa计算温度(设计温度)：Td=250℃2.1.2.  疲劳计算条件a)     操作工况：操作压力：P=0.2~2.8MPa操作温度：T=240℃b)     预计循环次数:工作循环次数n1=540000次，压力波动范围

6、0.2~2.8MPa2.2.       材料参数2.2.1.  壳体及封头壳体钢板16MnR：抗拉强度σb=490MPa，屈服强度σs=325MPa在常温及设计温度下的设计应力强度和弹性模量为：常温20℃：Sm=188MPaE=206000MPa操作温度240℃：Sm=159MPaE=192000MPa设计温度250℃：Sm=157MPaE=190000MPa2.2.2.  接管及凸缘接管a、b、c、d及凸缘e，采用16MnII(锻件),16MnIII(锻件)机械性能参数如下：接管锻件16MnII：抗拉强度σb=450MPa，屈服强度σs=275MPa

7、在常温及设计温度下的设计应力强度和弹性模量为：常温20℃：Sm=173MPaE=206000MPa操作温度240℃：Sm=138MPaE=192000MPa设计温度250℃：Sm=137MPaE=190000MPa3.            结构疲劳分析免除的判断按照JB4732-95中3.10.2.1节的要求，对于常温抗拉强度σb≤550MPa的钢材，免除疲劳分析的判定条件为ΣN<1000次；由于本设备材料16MnR的常温抗拉强度σb=490MPa≤550MPa，预计循环次数n1=540000次>>1000次，所以本设备应进行疲劳分析。4.      

8、      模型建立应力分析采用ANSYS11.0有限元程序，将容器结构分为四个