在催化劑制備罐設計的過程中,使用的橢圓封頭的開孔的接管結構會對其結構受力產(chǎn)生不會程度的影響,遇到較大的管道載荷,經(jīng)過管道載荷和內(nèi)壓共同的作用下,橢圓封頭開孔接管結構不連續(xù)引起的彎曲應力具有一次應力和二次應力的性質(zhì)。
在對其應力大小進行分析的過程中,我們目前可采用有限元分析方法,對橢圓封頭開孔接管結構局部的實際力學行為進行分析研究,以彈性應力分析和塑性失效準則、彈塑性失效準則為基礎,對局部應力強度進行了安全評定。根據(jù)三維橢圓封頭軸向開孔接管的結構特點和載荷特性,計算采用三維力學模型。網(wǎng)格劃分采用20節(jié)點六面體單元,并對接管與封頭過渡區(qū)域網(wǎng)格加密,共109196個節(jié)點,24865個單元。
利用這種分析方法能夠對其在外載荷和內(nèi)壓共同作用以及內(nèi)壓作用下進行了分別計算,從而計算出橢圓封頭開孔接管局部不連續(xù)處的應力分布狀態(tài)。在應力處沿封頭壁厚方向選取路徑進行線性化處理,并將兩種工況作用下的應力分類結果進行比較。
經(jīng)過對比可知,在管道外載荷和內(nèi)壓共同作用下,橢圓封頭開孔接管結構局部不連續(xù)引起的彎曲應力具有一次應力和二次應力的性質(zhì),并且隨著管道外載荷的增大,一次應力成分占的比例越大。
經(jīng)過以上對橢圓封頭局部應力的分析我們可以看出來,該方法能夠有效的對結構受力狀態(tài)進行分析,避免了應力分類的盲目,以塑性失效準則、彈塑性失效準則為基礎的分析設計,是與工程力學緊密結合的產(chǎn)物,它不僅解決了壓力容器常規(guī)設計中無法解決的問題,也是容器設計觀念與方法上的一個飛躍。
橢圓封頭內(nèi)曲面之間的容積本文導出了這兩個參數(shù)的計算公式。表中僅僅給出了這兩個公式的部分計算結果,以作為與上述手冊的相應數(shù)值進行對照之用。 一、容積計算式 橢球面方程式式中的a、b、c是橢球面的半軸。(2)式表示一個由橢圓繞。軸旋轉的旋轉橢球面,它的一半(xoy平面的上曲面或下曲面)即是橢圓封頭的內(nèi)曲面,按習慣寫法,c用h表示,所以;xoy平面上部與內(nèi)橢圓封頭內(nèi)曲面之間的容積為V。
大型橢圓封頭拉伸成形厚度用二維剛塑性有限元軟件DEFORM-2D對底部帶柱形支撐臺的大型厚壁橢圓形封頭的熱拉伸工藝進行模擬,研究了拉伸過程中板坯變形特點,并預測出其成型缺陷,在與橢圓封頭短軸成37°~67°范圍內(nèi)存在"不貼模"現(xiàn)象,分析了產(chǎn)生該缺陷的原因和影響因素。在此基礎上定量研究了板坯削邊值、凹模帶等參數(shù)對缺陷的影響,確定了合理的工。