异形管板应力分析及强度校核.pdf

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1、第42卷第3期石油化工设备VoI．42NO．32013年5月PETR()_CHEMICALEQUIPMENTMay2013文章编号：1000—7466(2013)03—0033—05异形管板应力分析及强度校核郑小涛，程诗，喻九阳，林纬，龚程(武汉工程大学机电工程学院，湖北武汉430073)摘要：以某型号热交换器的异形管板为研究对象，应用有限元软件ANSYS分析了稳态条件下异形管板的温度场，计算了该异形管板在温度栽荷与压力载荷共同作用下的应力场。根据ASME规范对结构的关键部位进行了应力分类及强度评定，为异形管板的工程设计和安全评估提供了

2、可靠依据。关键词：热交换器；异形管板；有限元；应力分析；强度评定中图分类号：TQO51．5；TE965文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—7466．2013．03．008StressAnalysisandStrengthCheckofShapedTubePlateZHENGXiao-tao，CHENGShi，YUJiu-yang，LINWei，GONGCheng(SchoolofMechanical8LElectricalEngineering，WuhanInstituteofTechnology．Wuhan4

3、30073，China)Abstract：Theshapedtubeplateofaparticularheatexchangerwasinvestigatedbyfiniteele—mentmethod．Thetemperaturefieldoftheshapedtubeplateunderthesteadystateconditionwasanalyzedandthestressfieldoftheshapedtubeplateundercombinationactionoftemperatureloadandpressureloa

4、dwascalculatedbygeneralfiniteelementanalysissoftwareANSYS．StressclassificationandstrengthevaluationofkeypartsofthestructureaccordingtoASMECodewasfurtherintroduced，whichprovidesareliablebasisforengineeringdesignandsafetyassessmentofshapedtubeplate．Keywords：heatexchanger；s

5、hapedtubeplate；finiteelement；stressanalysis；strengthcheck管壳式热交换器是石油化工、炼油、化工、轻工、对求得的应力值进行分类，区别各种情况按照不同制药等行业的重要设备之一，而管板是管壳式热交的安全准则予以处理，比现行各种设计方法更精确、换器的主要部件之一，世界各主要工业国家历来都应用更广泛，可利用有限元分析法和计算机技术进很重视管板的强度研究工作。然而热交换器管板结行计算。构多样而且受力情况复杂，有很多特殊结构的管板由于管板的受力情况比较复杂，采用简化力学难以应用现有规范设计和评定

6、l】]。ASME标准对模型基础上建立的解析计算已经无法真正实现管板管板各个部位的应力进行了尽可能详细的分析，强度的有效计算，因此在数值计算方法中寻求解决收稿日期2O12—12一O8基金项且国家自然科学基金项目(No．50976080)；武汉工程大学科学研究基金项目(No．14125061)；武汉工程大学研究生创新基金(No．CX201127)作者简介：郑小涛(1982一)，男，湖北武汉人，讲师，博士，从事结构强度、材料损伤与变形方面的教学和研究工作。·36·石油化工设备2O13年第42卷6675．2l57O61．3335840．4356

7、175．07lb_【×，眯Bd一×／好R5005．6535288．8l24170．8734402．5503336．09335l6．2882630．0261666．533l743．764管板厚度位置／mm管板厚度位置／mm(a)路径1(b)路径269l88l90．963606452l16059．25643574993．40435033927．552_【x√好《_【×f眯好26502861．70017961795．848管板厚度位置／mm管板厚度位置／mm(C)路径3(d)路径4图7工况I不同路径管板薄膜应力及薄膜应力加薄膜弯曲应力换器异形

8、管板的应力场，并依据ASMEVl一2规范isonofTubesheet’SCodeDeignMethodsbetweenChinaandASME(USA)andSomeConsiderationsfor进行