文档介绍：第卷第期石油化工设备. .
年月.
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基于的压力容器有限元接触分析
黄小光,韩忠英
中国石油大学储运与建筑工程学院,山东东营
摘要:基于/建立压力容器的有限元模型,利用软件提供的接触算法,形成压力容
器各部件之间的主一从接触对。通过分步加载模拟了卡箍螺栓预紧和加压过程中容器各部件的应
力分布情况。结果表明,各部件的最大应力均出现在应力集中部位。将该结果和用方法计
算得到的危险断面的当量应力进行了比较,比较结果显示二者非常接近。
关键词:压力容器;;应力集中;接触对
中图分类号:; 文献标志码:

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压力容器在石化、能源、科研和军工等国民经济性接触问题。接触问题经常涉及由大变形引起的材
的各个部门都有着十分广泛的应用,因此,压力容器料非线性和几何非线性,还有接触界面的非线性。
设计和运行的可靠性尤为重要。对压力容器进行正接触界面的非线性主要源于两个方面:①接触边界
确的应力分析是压力容器设计的关键环节,这对其的非线性。接触边界条件包括接触界面大小、相互
设计、制造和安全使用有直接影响。但是,传统的压位置及相应的接触状态不是在计算的开始就可以
力容器设计方法只是通过简单的计算以及对制造工全部给出的,往往需要在求解过程中进行确定。②
艺、结构安装、使用运行等采取一系列强制规定或根接触条件的非线性。接触条件包括接触物体不能相
据经验采取相关措施来保障压力容器的安全,并没互侵入、接触力的法向分量只能是压力以及发生切
有对其进行系统的应力分析与强度计算。这种做法向接触的摩擦条件。
容易从某种程度上掩盖问题的本质,从而给设备的是应用广泛的有限元软件,其主要
安全运行带来不安全因素。优点是具有功能强大的非线性分析功能。
压力容器的有限元应力分析是一个典型的非线能够自动选择合适的载荷增量和收敛准
收稿日期:—
作者简介:黄小光一,男,浙江乐清人,讲师,博士研究生,从事石油化工及钻采设备的可靠性研究。
石油化工设备年第卷
则并在分析过程中不断调整这些参数值,以确保获/一
得精确的结果。本文以软件为分析
.
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平台,对极限内压下某实例压力容器进行强度分析一

计算,并将软件分析结果与规范的计算结果
进行了比较。
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有限元分析￡

. 有限元模型‘●一
一
文中分析的某特定条件的压力容器主体分为顶出—尸。如
盖、卡箍和筒体部分,顶盖与简体通过一对卡箍和
图简体示意图
螺栓连接,见图。各部件结构示图分别见图~
图。在个部件中,卡箍与简体的材料均为
,其常温下的屈服强度一,
抗拉强度一,弹性模量一,
泊松比一.;顶盖材料为,常温下的屈服强
度为。,抗拉强度,弹性
模量,泊松比一.。
图顶盖示意图
单元划分,单元类型为八节点六面体线性完全积分
单元。为保证计算精度,所有关键部位均进行了网
格细化。模型共划分了个单元,模型及网格
划分见图。
图某特定压力容器装配图
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量
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