亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        夾套反應(yīng)釜開孔接管區(qū)的應(yīng)力與疲勞分析*

        2020-11-05 11:19:34楊述威
        機(jī)械工程與自動化 2020年5期
        關(guān)鍵詞:夾套反應(yīng)釜當(dāng)量

        楊述威,楊 俠,張 剛,楊 清

        (1.武漢工程大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院,湖北 武漢 430073;2.武漢鑫鼎泰技術(shù)有限公司,湖北 武漢 430000)

        0 引言

        反應(yīng)釜廣義上可理解成有化學(xué)性或物理性反應(yīng)的不銹鋼容器。通過對反應(yīng)容器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)配置,可以滿足不同工藝需求[1]。夾套反應(yīng)釜是一種用來完成多種工藝過程的典型反應(yīng)設(shè)備,但由于反應(yīng)釜操作壓力比較高,壓力容器長期在交變載荷作用下會產(chǎn)生疲勞破壞[2]等問題,社會上已出現(xiàn)過多起夾套反應(yīng)釜泄漏或者爆炸事故[3],因此對夾套反應(yīng)釜進(jìn)行應(yīng)力和疲勞分析,對于保障設(shè)備安全運(yùn)行具有重要的意義[4-6]。以Wang[7]為代表的研究者對夾套反應(yīng)釜的事故進(jìn)行了一系列的分析研究,同樣也有大量學(xué)者對夾套反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,例如Belytschko[8]、李保芹[9]等。本文利用ANSYS有限元軟件對夾套反應(yīng)釜的應(yīng)力分布進(jìn)行研究,以獲得整個裝置的應(yīng)力云圖,得到最大應(yīng)力出現(xiàn)的位置,并對夾套反應(yīng)釜各零部件進(jìn)行疲勞分析。

        1 建立模型及有限元分析

        1.1 幾何建模

        夾套反應(yīng)釜主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見表1。

        表1 夾套反應(yīng)釜設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

        夾套反應(yīng)釜各部件材料及其在設(shè)計(jì)溫度下的性能參數(shù)見表2。

        表2 部件材料及設(shè)計(jì)溫度下性能參數(shù)

        在設(shè)計(jì)條件下按筒體計(jì)算壓力20 MPa、夾套計(jì)算壓力0 MPa、溫度450 ℃對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。夾套反應(yīng)釜內(nèi)筒體規(guī)格為ID 1 000 mm×65 mm,內(nèi)筒體封頭規(guī)格為HHA 1 017 mm×48(40)mm,夾套筒體規(guī)格為ID 1 330 mm×10 mm,夾套封頭規(guī)格為HHA 1 330 mm×10(8)mm。在ANSYS中創(chuàng)建模型如圖1所示。其中N1~N7、N14為內(nèi)筒體接管,N8~N13為夾套接管。

        圖1 夾套反應(yīng)釜實(shí)體模型 圖2 夾套反應(yīng)釜有限元模型

        1.2 模型網(wǎng)格劃分

        在有限元分析中采用Solid185單元對實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,內(nèi)筒體及夾套筒體模型單元數(shù)共計(jì)293 321,整個模型單元數(shù)總計(jì)375 257。夾套反應(yīng)釜有限元模型如圖2所示。

        1.3 邊界條件與加載

        1.3.1 邊界條件

        直角坐標(biāo)系下對支座4個底板底面施加全約束。施加約束后的有限元模型如圖3所示。

        圖3 邊界條件 圖4 施加載荷

        1.3.2 加載

        筒體內(nèi)表面施加內(nèi)壓,即設(shè)計(jì)壓力20.0 MPa,設(shè)備重量為33 500 kg。各接管端面平衡載荷依次為:PN1=-41.53 MPa、PN2=-41.53 MPa、PN3=-7.23 MPa、PN4=-7.23 MPa、PN5=-4.76 MPa、PN6=-7.66 MPa、PN7=-4.76 MPa、PN14=-4.76 MPa。施加載荷后的力學(xué)模型如圖4所示。

        2 有限元計(jì)算結(jié)果分析

        2.1 應(yīng)力分析結(jié)果

        設(shè)計(jì)工況下筒體側(cè)單獨(dú)受壓時整體結(jié)構(gòu)及各部件的Tresca應(yīng)力云圖如圖5~圖7所示。

        圖5 整體結(jié)構(gòu)Tresca等效應(yīng)力云圖 圖6 筒體Tresca等效應(yīng)力云圖 圖7 夾套Tresca等效應(yīng)力云圖

        在承壓結(jié)構(gòu)中,從圖6可知:筒體結(jié)構(gòu)的最大當(dāng)量應(yīng)力值為525 MPa,位于N2接管與筒體連接處。這是由于:①開孔導(dǎo)致筒體材料的連續(xù)性遭到破壞,使原有承載面積減小,筒體與接管連接處會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象;②焊縫導(dǎo)致局部結(jié)構(gòu)不連續(xù),從而形成局部不連續(xù)應(yīng)力。接著使用不同尺寸的實(shí)體單元對模型進(jìn)行收斂性驗(yàn)證,證明此模擬結(jié)果是可靠的。

        從圖7可知:夾套結(jié)構(gòu)的最大當(dāng)量應(yīng)力值為263.16 MPa,位于夾套與筒體連接處。這是由于夾套與筒體連接處曲率發(fā)生突變,在此處產(chǎn)生了邊緣應(yīng)力。接著使用不同尺寸的實(shí)體單元對模型進(jìn)行收斂性驗(yàn)證,證明此模擬結(jié)果是可靠的。

        2.2 疲勞分析結(jié)果

        按照夾套內(nèi)壓力保持恒定Pj=0.4 MPa,溫度為400 ℃,筒體內(nèi)壓力變化從0至16.0 MPa再降回0的壓力交變載荷工況下對本設(shè)備進(jìn)行疲勞分析。整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力幅值計(jì)算結(jié)果如圖8所示。

        圖8 整體結(jié)構(gòu)應(yīng)力幅值計(jì)算結(jié)果

        由圖5~圖7可知:對于筒體,最大當(dāng)量應(yīng)力位于N2接管與筒體連接位置處;對于夾套,最大當(dāng)量應(yīng)力位于內(nèi)筒體與夾套筒體連接位置處,此處為該反應(yīng)釜最易發(fā)生疲勞失效位置,因此就該位置允許出現(xiàn)的交變應(yīng)力幅值進(jìn)行分析。

        2.2.1 筒體

        圖9為內(nèi)筒體應(yīng)力幅值計(jì)算結(jié)果。由圖9可知:結(jié)構(gòu)最大交變應(yīng)力幅值△σ=273.28 MPa。

        圖9 內(nèi)筒體應(yīng)力幅值計(jì)算結(jié)果

        其當(dāng)量交變應(yīng)力幅值為:

        Salt1=0.5△σ×(ε1/ε1t).

        (1)

        其中:ε1為筒體的工程應(yīng)變,取值為2.1×105;ε1t為筒體的真實(shí)應(yīng)變,其值為1.84×105。

        將相關(guān)參數(shù)代入公式(1)可得Salt1=155.95 MPa。

        該交變應(yīng)力循環(huán)下使用系數(shù)為U1:

        U1=n1/N1.

        (2)

        其中:n1為筒體實(shí)際循環(huán)次數(shù),取值為3.054×105;N1為筒體總的循環(huán)次數(shù),取值為3.83×105。

        將相關(guān)參數(shù)代入公式(2)得U1=0.915<1。

        2.2.2 夾套

        圖10為夾套應(yīng)力幅值計(jì)算結(jié)果。由圖10可知:結(jié)構(gòu)最大交變應(yīng)力幅值△σ=238.4 MPa。

        圖10 夾套應(yīng)力幅值計(jì)算結(jié)果

        其當(dāng)量交變應(yīng)力幅值為:

        Salt2=0.5△σ×(ε2/ε2t).

        (3)

        其中:ε2為夾套的工程應(yīng)變,取值為2×105;ε2t為夾套的真實(shí)應(yīng)變,其值為1.69×105。

        將相關(guān)參數(shù)代入公式(3)可得Salt2=141.07 MPa。

        該交變應(yīng)力循環(huán)下使用系數(shù)為U2:

        U2=n2/N2.

        (4)

        其中:n2為夾套實(shí)際循環(huán)次數(shù),取值為3.504×105;N2為夾套總的循環(huán)次數(shù),取值為3.97×106。

        將相關(guān)參數(shù)代入公式(4)得U2=0.088 3<1。

        綜上所述,在正常的使用工況下,該二級反應(yīng)釜整體結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)連接的局部疲勞強(qiáng)度能滿足其正常使用工況要求。

        3 結(jié)論

        (1)通過ANSYS對夾套反應(yīng)釜進(jìn)行有限元分析得知:結(jié)構(gòu)最大當(dāng)量應(yīng)力值為525 MPa,位于N2接管與筒體連接處,是疲勞失效的最危險點(diǎn)??梢酝ㄟ^適當(dāng)增加接管厚度來達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)效果,從而增加設(shè)備的使用壽命。

        (2)ANSYS應(yīng)力分析和疲勞計(jì)算分析結(jié)果表明:夾套反應(yīng)釜疲勞強(qiáng)度能夠滿足正常工況需求,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的安全性和合理性。

        猜你喜歡
        夾套反應(yīng)釜當(dāng)量
        貴溪冶煉廠臥式反應(yīng)釜自動控制方法的研究
        改進(jìn)PID在反應(yīng)釜溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究
        立式夾套容器是否采用波形膨脹節(jié)的判定
        對于反應(yīng)釜機(jī)械密封失效與改造的分析
        夾套管線預(yù)制安裝
        儲罐半圓管加熱夾套的設(shè)計(jì)
        某反應(yīng)釜進(jìn)料加熱器管板的應(yīng)力和疲勞分析
        黃河之聲(2016年24期)2016-02-03 09:01:52
        超壓測試方法對炸藥TNT當(dāng)量計(jì)算結(jié)果的影響
        環(huán)空附加當(dāng)量循環(huán)密度的計(jì)算方法
        斷塊油氣田(2014年5期)2014-03-11 15:33:50
        日产精品99久久久久久| 久久婷婷国产五月综合色| 国产亚洲精品视频网站| 日韩人妻无码精品一专区二区三区 | 性久久久久久久| 亚洲 欧美 激情 小说 另类| 在线亚洲精品一区二区三区| 亚洲精品国产第一综合色吧| 亚洲男人av天堂午夜在| 被黑人做的白浆直流在线播放| 婷婷色在线视频中文字幕| 精品国产亚洲av高清大片| 性裸交a片一区二区三区| 国产精品片211在线观看| 亚洲精品视频免费在线| av在线播放男人天堂| 玩弄放荡人妻少妇系列视频| 亚洲欧洲国产日产国码无码| 性夜夜春夜夜爽aa片a| 69堂在线无码视频2020| 国产主播性色av福利精品一区| 午夜无遮挡男女啪啪免费软件| 亚洲日本va中文字幕久久| av永久天堂一区二区三区蜜桃| 亚洲中文av中文字幕艳妇| 野花社区视频在线观看| 免费av在线国模| 久久免费看视频少妇高潮| 无码 人妻 在线 视频| 国产69精品久久久久9999| 日韩欧美一区二区三区中文精品| 亚洲天堂免费av在线观看| 国产亚洲成人精品久久| 免费人成视频在线| 精品国产品欧美日产在线| 国产夫妻自偷自拍第一页| 国产国产人免费人成免费视频| 色婷婷七月| 一区两区三区视频在线观看| 国产精品视频永久免费播放| 精品国产18久久久久久|