基于ANSYS的压力容器表面双凹坑干涉效应分析.pdf

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1、第40卷第9期当代化工Vo1．40，No．92011年9月ContemporaryChemicalIndustrySeptember，201l基于ANSYS的压力容器表面双凹坑干涉效应分析高宇，王茂廷，林国庆，海军(辽宁石油化工大学机械工学院，辽宁抚顺113001)摘要：针对含有凹坑的压力容器强度降低这一问题展开分析计算，利用有限元ANSYS软件计算其最大应力，并分析双凹坑间的应力集中干涉效应对压力容器的影响。通过对数据的分析可知沿环向排列的双凹坑当两凹坑相交时，应力集中系数小于单个凹坑应力集中系数，对于安全有利。轴向排列的双凹坑当两凹坑相交时，应力集中系数大于单个凹坑应力集中系数。所以轴向排

2、列的双凹坑更危险。关键词：凹坑；压力容器；有限元；干涉效应中图分类号：TO051．3文献标识码：A文章编号：1671—0460(2011)09—0975—03AnalysisoftheDoubt-PitInterferentialEffectofPressureVesselsbyANSYSSoftware．GAOYu，WANGMao—ting,LINGuo—qing，HAIJun(CollegeofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China)Abstract：Someproblemsthat

3、pitsdecreasedstrengthofpressurevesselswereanalyzedandstudied．ThemaximumstresswascalculatedbythefiniteelementanalysissoftwareANSYS．anddoublepitsinterferentialeffectwasanalyzed．Theresultsshowthat，thedoublepitsarrangealongtheringdirection，whentwopitscross，thestressconcentratingcoeficientislessthanasing

4、lepitstressvalue，soitisfavorabletosecurityofpressurevessels．Butdoublepitsarrangealongtheaxialdirection，whenthetwopitsCROSS，thestressconcentrationcoeficientisbiggerthanasinglepitstressvalue．Therefore，axialdoublepitsaremoredangerous．Keywords：Pit；PressureVessel；FiniteElement；InterferentialEfrect在石化设备中，

5、凹坑是常见的一种压力容器体我们可以更好的了解凹坑结构的应力状况。积型缺陷。它可能是材料本身含有的，也可能是在1．1凹坑缺陷的表征加工过程中产生的，多数是由于长期腐蚀而形成的由于大多数凹坑表面是不规则的，可以根据凹表面凹坑。凹坑的存在，不仅造成应力集中，而且坑缺陷形状按其外接矩形可将其规则化为长轴长可能由于疲劳载荷作用而萌生裂纹，威胁压力容器度、短轴长度及深度分别为2、2Y及z的半椭球的安全运行，甚至诱发产生压力容器的泄漏或破裂，形凹坑。其中长轴2X为凹坑边缘任意两点之间的造成财产和人员的伤亡“。随着全球经济和科学技最大垂直距离，短轴2Y为平行于长轴且与凹坑边术的飞速发展，有限元数值模拟软件大量

6、应用于生缘相切的两条直线间的距离，深度取凹坑的最大产设计中。本文利用有限元ANSYS软件在对单个深度。凹坑缺陷的表征示意图见图1。凹坑应力分析的基础上，主要对双凹坑之间干涉效应及应力分布和应力集中现象进行研究。1凹坑的应力分布表面凹坑问题属于三维裂纹问题，用数学方法处理比较复杂，其应力强度因子一般采用近似公式估算方法处理。本文利用有限元ANSYS软件对压力容器表面凹坑进行分析，不仅减少了计算过程缩短了计算图1凹坑缺陷的表征示意图时间，并且形象化的展现出凹坑结构的应力分布，使Fig．1Schematiccharacterizationofpitdefect收稿日期：2011-07-02作者简介：

7、高宇(1985一)，男，辽宁大连人，硕士研究生，研究方向：压力容器的疲劳与可靠性。E-mail：ggg6011l1@163．com。第40卷第9期高宇，等：基于ANSYS的压力容器表面双凹坑干涉效应分析977双凹坑最大主应力和应力集中系数，为了便于研究响不同。环向排列的双凹坑，应力集中系数随两凹把结果列入表2、3中。坑相对距离先减小后增加。轴向排列的双凹坑，应表2环向分布的双凹坑最大应力和应力集中