容器表面不同角度双凹坑干涉效应及安全评定.pdf

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1、第201454年卷第4月4期当代化工Vo1．44．NO．4ContemporaryChemicalIndustryApril，2015容器表面不同角度双凹坑干涉效应及安全评定李响，王茂廷(辽宁石油化工大学机械工学院，辽宁抚顺113001)摘要：凹坑缺陷的存在，导致应力集中，产生局部峰值应力，压力容器强度降低。针对这一现象展开分析计算，利用有限元ANSYS软件计算其最大应力，并分析不同角度凹坑缺陷f~qNaN集中干涉效应对压力容器的影响，并对其进行安全评定。关键词：凹坑；压力容器；有限元；干涉效应；安全评定中图分类号：TQ051文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)0

2、4—0825—04InterferentialEffectofPitsWithDifferentAnglesonPressureVesselsandSafetyassessmentLIXiang，ⅣGMao—ting(CollegeofMechanicalEngineering，LiaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China)Abstract：Theexistenceofpitdefectsleadsstressconcentrationandproducesthelocalpeakstresstodecreasestreng

3、thofpressurevessels．InthispaperthefiniteelementanalysissoftwareANSYSwasusedtocalculatethemaximumstress．Theinfluenceofinterferenceefectsofstressconcentrationofpitswithdiferentanglesonpressurevesselswasanalyzed，andsafetyassessmentwascarriedout．Keywords：Pit；Pressurevessel；Finiteelement；Interferen

4、tialefect；Safetyassessment凹坑缺陷是常见的一种典型体积缺陷。凹坑的响。图1为双凹坑问排列角度示意图口，凹坑与轴存在减低了容器壁厚，在其周围产生应力集中现象，线方向的夹角为。简化凹坑为球型凹坑，双凹坑造成局部出现峰值应力。笔者通过ansysl3．0软件，模型尺寸均为半径。对压力容器上排列角度不同的缺陷进行有限元分析，1．2建立模型应力集中现象进行研究和安全评定n。筒体容器主要参数如表1所示口。1凹坑的分析表1模型参数Table1Modelparameters1．1模型确定根据环向薄膜应力计算公式轴向应力图1双凹坑角度示意图翌!!：：兰!!!垒±!：61：Fi

5、g．1Doublepitsarrangedinangle．75MPa48．4X12通常压力容器和管道的形状为筒形结构，由于环向应力筒体的形状结构特点，轴向方向和环向方向所受的丝二：—3．0x(976+12)拉力不同。经过研究，轴向排列的双凹坑对筒体应：—：123．5MPa28．2X12力集中作用起增强效应，环向排列的双凹坑对筒体环向应力是轴向应力的2倍，为安全起见选择应力集中作用起减弱效果。因此，本文重点研究凹加大的应力，即环向应力。初定模型的参数为表1坑间排列角度因素对应力分布及应力集中效应的影作莩者器简介：2李01响4-(119-881-4)，男，辽宁朝阳人，硕士研究生，201

6、5年毕业于辽宁石油化工大学化工过程机械专业，研究方向：含凹坑容器安全评定。E-mail：57681324@qq．com。第44卷第4期李响，等：容器表面不同角度双凹坑干涉效应及安全评定827间距UR越近，角度干涉效应越强，随着凹坑间距全评定》的规定，当存在两个以上的凹坑时，应分上／的增加角度因素的干涉影响也随之减弱。别按单个凹坑进行规则化并确定各自的凹坑长轴。表2凹坑不同角度排列时最大应力及应力集中系数若规则化后相邻两凹坑边缘间最小距离k大于较小Table2Themaximumstressandstressconcentration凹坑的长轴2，则可将两个凹坑视为互相独立的coef

7、icientwhenpitsarrangedindifferentangles单个凹坑分别进行评定。否则，应将两个凹坑合并为一个半椭球凹坑来进行评定，该凹坑的长轴长度为两凹坑外侧边缘之间的最大距离，短轴长度为平行于长轴且与两凹坑外缘相切的任意两条直线之间的最大距离，该凹坑的深度为两个凹坑的深度的较大f图8)。对于iL=0．5，去-l_o和去=2．。三种情况，应将两个凹坑合并为一个半椭球凹坑来进行评定。对于三R：。．5凹坑缺陷模型。根据公式G。吾X可以算出所选凹坑的值，