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压力容器开孔接管区应力分析

5月前浏览16517

本文摘要(由AI生成):

本文主要介绍了对压力容器筒体内径为2000mm、壁厚为30mm、接管内径为500mm、壁厚为15mm、接管内伸长度为195mm的柱壳开孔接管区进行应力分析的过程。首先,利用结构的对称性取开孔接管区的1/4建模,并保证模型中Y向的力自平衡。然后,对过渡圆角的焊缝处进行切割,在接管对称面沿轴向某一距离处切割筒体,在周向适当角度切割筒体,划分出全六面体网格模型。最后,采用较粗糙的网格模拟,计算结果如图5所示,并采用act插件很方便地对应力最大位置作线性化评定。


1、问题描述

压力容器筒体内径Di=2000mm,壁厚tc=30mm,接管内径di=500mm,壁厚tn=15mm,接管内伸长度Li=195mm;外侧过渡圆角r1=30mm,内侧过渡圆角r2=15mm。内压p=1.2MPa。材料弹性模量E=2e5MPa,泊松比u=0.3。柱壳开孔接管几何尺寸如图1所示。试对该容器的开孔接管区进行应力分析。  

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                                                                       图1 柱壳开孔接管几何尺寸示意图

2、分析过程

由于仅考虑内压作用下的应力状况,因此有限元模型可利用结构的对称性取开孔接管区的1/4建模。筒体长度及接管外伸长度应远大于边缘应力衰减长度,取柱壳长度Lc=4000mm,接管外伸长度Ln=500mm。

在模型中某一节点上约束Y方向位移以消除刚**移,但这时应当保证模型中Y向的力自平衡,否则在该约束点会造成很大的应力。取筒体对称面上最下方的一点约束其Y方向位置,对称面施加无摩擦约束,接管端面施加轴向平衡面载荷(-9.7MPa),筒体端面施加轴向平衡面载荷(-19.7MPa)。

模型分块可在DM、SW或者SCDM中轻易实现:先对过渡圆角的焊缝处进行切割;随后在接管对称面沿轴向某一距离处切割筒体,在周向适当角度切割筒体,便可划分出全六面体网格模型如下。

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                                                                                           图2 模型网格

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                                                                                                  图3 网格质量

采用较粗糙的网格模拟,共33823个节点,6734个单元,偏度最大值为0.55,平均偏度为0.08。

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                                                                                       图4 边界条件

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                                                                                        图5 应力强度云图

3、结果讨论

计算结果如图5所示,同时可以采用act插件很方便地对应力最大位置作线性化评定。

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                                                                                 图6 act插件菜单栏

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                                                                                              图7 路径示意图

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                                                                                  图8 应力线性化结果图

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                                                                                    图9 应力线性化数据

图7中所选取路径的应力强度最大值与图5一致,说明路径包含最大值节点。在载荷作用下,薄壳中面发生曲率改变处对应产生横截面(通过法向的截面)上的正应力和平行于中面的剪应力。这些应力在截面内合成弯曲力;中面发生面内伸缩变形处对应有中面内的正应力和剪应力,合成薄膜应力。薄壳的弯曲力和薄膜力是相互影响的,它们共同承担着壳体上的载荷。



Workbench结构基础网格处理核能化机
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首次发布时间:2019-05-17
最近编辑:5月前
钟伟良
硕士 | 工程师 莫失勿忘,逐梦远航。
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3条评论
蛙牛
签名征集中
2年前
求源文件
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柠檬不萌
签名征集中
4年前
能说一下,你的网格怎么画的吗
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小波纹管
签名征集中
5年前
请问能讲一下应力线性化act插件是如何安装的吗 需要下载吗
回复 1条回复
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