锥壳上开孔接管局部应力的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文锥壳上开孔接管局部应力的研究论文作者：石永亮学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：化工过程机械指导教师：高炳军职称：教授万方数据万方数据DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalProcessEquipmentRESEARCHONLOCALSTRESSESOFNOZZLEINCONICALSHELLbyShiYongliangSupe

2、rvisor:Prof.GaoBingjunMay2014万方数据原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下

3、规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：II万方数据摘要开孔接管区是压力容器典型高应力区之一，除受介质压力作用外，还会受复杂的接管载荷作用，所以研究开孔接管区局部应力对保证结构安全至关重要。本文主要对锥壳开孔接管局部应力计算进行了如

4、下研究：对半锥角为45°的锥壳开孔接管在接管轴向力作用下进行有限元计算，将其得到的结果进行整理并提取内力素，利用内力素法进行局部应力计算，得到的结果与有限元直接计算结果一致。对该结构在内压、及各接管局部载荷作用下分别进行计算，并将提取内力素和应力进行叠加，与该结构在各载荷共同作用下所提取的内力素和应力进行对比，验证了叠加法计算接管组合载荷应力的可行性。对锥壳开孔接管结构进行了参数化有限元计算，提取了各载荷单独作用下锥壳孔边各应力强度校核点的内力素，参照WRC107及WRC297整理了内力素无量纲参数

5、，绘制了相关图表。利用这些图表，即使不通过有限元计算方法也可以准确的得到锥壳上开孔接管处的局部应力。关键词：锥壳，开孔接管，局部应力，有限元分析I万方数据ABSTRACTNozzleconnectingregionisoneofthetypicalhigh-stresszoneinthepressurevessel,whichissubjectedtobothworkingpressureandcomplexnozzleloads.Itisimportanttoresearchthelocalstr

6、essofthenozzleconnectingregiontoensurethestructuresafety.Inthispaper,thelocalstressofnozzleforconicalshellwasstudied.Takinganozzleofaconicalshellwith45°halfconeangleasexample,nozzleaxialforcewasappliedintheFEMmodel,inwhichinternalforcewasextractedforst

7、resscalculation.ItindicatedthatthestressesthuscalculatedareconsistentwiththatobtaineddirectlybytheFEMcalculation.Byapplyinginternalpressureandvariousnozzleloadsseparatelyandsimultaneously,itwasverifiedthattheextractedinternalforceandstresssatisfythesup

8、erpositionprinciple,whichsuggestedthatinternalforceextractedseparatelyforeachloadmaybesuperposedtocalculatethestressforcombinedloads.Nozzleconnectingzoneoftheconicalshellstructurewasparametricallystudiedtoextracttheinternalforceelements