基于有限元法的高压球罐强度可靠性分析.pdf

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1、第44卷第1期当代化工Vo1．44．N0．I2015年1月ContemporaryChemicalIndustryJanuary，2015基于有限元法的高压球罐强度可靠性分析胡瀚元，谢禹钧，黄新(1．辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺113001；2．中国石油工程建设公司北京设计分公司，北京100101)摘要：根据可靠性理论和蒙特卡罗法原理，结合ANSYS软件，以高压球罐为研究对象进行可靠性分析。依据实际工况，判定该研究对象的设计参数服从正态分布，通过对建立的模型进行500次随机抽样分析，求得对其可靠性影响较大的因素是屈服强度和工作压力。结果

2、表明，该模型可以有效地反映压力容器的实际情况，为其结构可靠性分析提供参考。关键词：可靠性分析；蒙特卡罗法；ANSYS中图分类号：TQ015文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)01—0187—03ReliabilityAnalysisofHyperbaricSphericalTankBasedonFiniteElementMethodHUHan-yuanI，ⅪEYu：iun1。HUANX／n(1．SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushu

3、n113001，China；2．ChinaPetroleumEngineering&ConstructionCorporationBeijingEngineeringBranch，Beijing100101，China)Abstract：BasedonthereliabilitytheoryandtheprincipleofMonteCarlomethod．combinedwi也ANSYSsoftware．reliabilityanalysisofhyperbaricsphericaltankwascarriedout．Accordingtoac

4、tualworkingcondition，thestudyobject’Sdesignparameterswereidentifiedassubmittingtonormaldistribution；500randomsamplinganalysesofestablishedmodelweredone．it’Sconcludedthatthatmaininfluencingfactorsoftheresultswereyieldstrengthandoperatingpressure．Theresultsshowthatthemodelcanef

5、ectivelyreflecttheactualsituationofpressurevessel，whichCalprovidethereferenceforstructuralreliabilityanalysis．Keywords：Reliabilityanalysis；MonteCarlomethod；ANSYS在石油化工生产中，有大量设备是在高温、高=I～()IL。I()_J压等极端工况条件下运行，因此对压力容器的安全性提出了更高的要求，设计出效率高成本低的装置1．2可靠性分析方法成为了现在过程工业装置的主要发展方向，同时要蒙特卡罗法是

6、最常用的可靠性分析方法，其原求压力容器在不同工作环境下具有足够的可靠性。理是：首先建立一个概率模型或随机过程，使它的高压球罐是石化行业的重要设备，一般采用分析设参数等于问题的解，然后通过对模型或过程的观察计标准设计，但由于制造工艺限制，材料属性、加或抽样试验结果计算所求参数的统计值，最后就可工公差、边界载荷条件具有不确定性，因此有必要以得出所求解的近似值。在ANSYS中蒙特卡罗法分对其进行可靠性分析。为直接抽样法、拉丁超立方法，自定义方法三种，其中拉丁超立方法的效率较直接法高(与直接抽样1可靠性理论及分析方法法相比，避免了重复抽样)，两种方法产生

7、相同的结1．1可靠性理论果，拉丁超立方法的模拟次数通常比直接法少在可靠性分析中，“干涉分析”的原理是：当20％～40％。将应力S和材料强度作为两个随机变量，在坐标以ANSYS进行可靠性分析的一般过程包括(1)系中绘出的这两个随机变量的分布函数曲线总会相指定可靠性分析文件；(1)定义输入变量及输入变交，即存在“干涉”区，发生干涉的随机变量Y表量之间的相关系数，确定各输人变量服从的分布类示为Y=r～s，分别用()和()表示应力和型、分布函数及其参数；(2)指定输出结果变量；强度的概率分布密度函数，由此求出结构可靠性概(3)选择分析方法(拉丁超立方法)

8、；(4)执行可率，计算干涉随机变量Y>0的概率，即靠性分析循环口。(f)=P(Y=—S>0)=P(r／S>1)收稿日期：2014-06—