大型钢制矩形常压容器有限元分析设计.pdf

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1、第４６卷第１期石油化工设备Ｖｏ．ｌ４６Ｎｏ．１２０１７年１月ＰＥＴＲＯ-ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴＪａｎ．２０１７文章编号：１０００-７４６６（２０１７）０１-００４０-０４大型钢制矩形常压容器有限元分析设计程新宇（海洋石油工程股份有限公司，天津３００４５２）摘要：海上平台大型矩形常压容器常用于淡水、柴油、工艺介质的存储。钢制焊接常压容器的常规设计可依据ＮＢ／Ｔ４７００３．１—２００９《钢制焊接常压容器》，但此规范只提供了有限的钢制矩形容器结构型式，限制了钢制矩形容器的结构设计。基于有限元常压矩形容器设计，根据

2、工程实际需要进行了结构设计和三维建模，强度和刚度的分析计算显得更加直观且准确，提高了设计效率。同时对某大型矩形常压容器应用ＡＮＳＹＳ／ＷＯＲＫＢＥＮＣＨ有限元分析软件的设计计算过程进行了简介。关键词：钢制焊接常压容器；矩形；ＡＮＳＹＳ／ＷＯＲＫＢＥＮＣＨ；分析计算中图分类号：ＴＱ０５０．２；ＴＥ９６５文献标志码：Ｂdoi：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００-７４６６．２０１７．０１．００８FiniteElementDesignofRectangularAtmosphericTankBasedonANSYS／WORK

3、BENCHChengXin-yu（ＯｆｆｓｈｏｒｅＯｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４５２，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｌａｒｇｅｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｔａｎｋｏｎｏｆｆｓｈｏｒｅｐｌａｔｆｏｒｍａｒｅｕｓｅｄｉｎｓｔｏｒａｇｅｏｆｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ，ｄｉｅｓｅｌｏｉｌａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｍｅｄｉｕｍｕｓｕａｌｌｙ．ＣｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｓｔｅｅｌｗｅｌｄｅｄａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌｉｓｂａｓｅｄｏｎＮＢ／Ｔ４７００３．

4、１—２００９ＳteelＷeldedAtmosphericＰressureＶesselsｕ-ｓｕａｌｌｙ．Ｌｉｍｉｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｙｌｅｓｆｏｒｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｔａｎｋｏｆｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｒｅｓｔｒｉｃｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎ．Ｆｏｒｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒｔｉｓｃｏｍｐｌｅｘ．Ｆｏｒｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅ-ｍｅｎｔｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎａｎｄ３Ｄｍｏｄｅｌｉｎｇｃａｎｍｅ

5、ｅｔｔｈｅａｃｔｕａｌｎｅｅｄｓｏｆｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｍｏｒｅｒｅｌｉａｂｌｅ．ＡｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｔａｎｋｂａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ／ＷＯＲＫＢＥＮＣＨｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Keywords：ｓｔｅｅｌｗｅｌｄｅｄａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｖｅｓｓｅｌ；ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒ；ＡＮＳＹＳ／ＷＯＲＫＢＥＮＣＨ；ａｎａｌｙｓｉｓｃａｌｃｕ

6、ｌａｔｉｏｎ随着海上油气田开采技术的不断进步，对海上根据容器的体积可按照规范中表８-１选用适合的结平台自持能力的要求也在不断提高及增加，需要设构形式，设计计算流程可按照规范中的图８-３进［１，２］置大型（或巨型）的常压容器用于淡水、柴油、工艺介行。但此规范限制了矩形容器的结构设计，且质的存储或者缓冲。对于矩形容器承受集中外载荷的工况无法分析，规矩形常压容器属于平板结构，壁板除承受拉应范中常规设计的计算过程较为复杂，需要查阅大量力作用外，还存在较大的弯曲应力，结构刚度较差。的图表经验值。［３-５］钢制焊接常压矩形容器可以

7、依据ＮＢ／Ｔ４７００３．１—基于有限元的矩形常压容器设计，可以根据２００９《钢制焊接常压容器》中的第８章进行设计计工程实际需要进行三维建模和结构设计，对于容器算，规范中列出了矩形容器可采用的７种结构形式，承受集中外载荷的情况也可以进行模拟分析。文中收稿日期：２０１６-０８-２６作者简介：程新宇（１９７９-），男，天津人，工程师，硕士，主要从事海上石油平台及相关设备的研究及设计工作。第１期程新宇：大型钢制矩形常压容器有限元分析设计·４１·利用ＷＯＲＫＢＥＮＣＨ有限元分析计算软件，对某大首先在ＤＭ建模界面中按照设计尺寸建立

8、板壳单型矩形常压容器富乙二醇缓冲罐进行了数学建模、元矩形容器，通过草图切分命令得到加强筋的线体，网格划分及应力求解，并通过应力评定分析了矩形再根据加强筋的设计方案建立线体的截面，得到设常压容器设计的可靠性。计截面的梁单元，最后通过Ｊｏｉｎｔ命令将模型中加强筋梁单元关联，这样板梁单元能够真实反映矩形１ANSYS／WORKBENCH介