基于欧美压力容器规范的开孑L接管结构疲劳寿命研究

针对金属结构失效中,超过80%都是由疲劳引起的现象,以压力容器中的开孔接管结构为例,用ANSYS软件对 其进行弹性和弹一塑性分析。根据有限元分析结果,分别采用ASMEⅧ一2规范和EN 13445规范中的方法进行疲劳评定。 比较各种疲劳设计方法得到的许用循环次数与试验寿命,讨论异同和适用性。结果表明：规范中的疲劳评定方法预测的 寿命都小于试样的实际寿命。ASMEⅧ一2弹一塑性分析法和EN 13445详细评定法得出的疲劳寿命最接近实际值。     

受内压圆柱筒体开孔-接管区应力集中的有限元分析

利用 ANSYS有限元分析软件通过三个算例对圆柱形筒体小开孔直接管区、大开孔直接管区、大开孔斜接管区的应力分布状况进行了研究 .从中了解到了最大第一主应力的变化规律 ,得出在弹性范围内的应力集中系数 ,并且得到ASME规范中的算式较好的验证     

锅炉烟道气吸附塔强度校核与寿命估算

由于广西某糖厂锅炉烟道气变压吸附塔在设计时没有进行应力和安全性分析，为使糖厂锅炉烟道气浓缩变压吸附系统更好、更安全的运行，采用有限元分析软件ANSYS对变压吸附塔整体进行应力分析、强度校核及疲劳寿命估计。结果发现，吸附与解吸过程中的最大应力分别为125.43和24.13 MPa，结合分析设计（校核）理论，得出糖厂锅炉烟道气浓缩吸附塔在强度、稳定性方面都符合安全要求。设计疲劳寿命大于27年，即在正常操作下，吸附塔还可以再运行20年以上。     

基于ANSYS中Monte-Carlo法对带局部夹套卧式容器的可靠性分析

利用ANSYS有限元软件对带局部夹套卧式容器进行应力分析,获得了卧式容器的应力强度分布图,可知该卧式容器的最大应力强度发生在夹套堵板与筒体连接位置靠上的部分,最大应力强度为208.628 MPa。然后利用ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗（MonteCarlo）法来分析该卧式容器的可靠性,经过分析,获得了卧式容器在置信度为95%的情形下,初值极限状态Z<0的概率平均值为2.622 54%,即说明容器的可靠度为97.377 46%,并绘制了Z在置信度为95%的情形下的输出结果参数的灵敏度图。通过此次分析证明了该卧式容器是安全的,再次证明了ANSYS有限元软件中的蒙特卡罗法对复杂结构进行可靠性分析是可行的,为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。     

内压作用下双开孔圆柱壳孔间距限定

多开孔接管结构常用于压力容器和管道,文章重点考虑了不同A值和不同开孔间距,采用有限元分析法对内压 作用下轴向和环向双开孔圆柱壳进行了应力分析,基于弹性应力法和极限载荷法对承压结构进行应力强度评价。研究 结果表明,基于弹性应力法的应力强度评价,当轴向双开孔圆柱壳开孔间距不大于2. 010时,结构不能满足弹性应力强 度评定要求;基于极限载荷法的强度评价,双开孔圆柱壳均能满足应力强度评定要求。建议对轴向和环向双开孔圆柱壳 开孔间距分别作出限定     

在用含裂纹缺陷缓冲器的三维有限元分析

有限元分析的方法也可以应用到含缺陷压力容器的研究方面,可以借此得到不同形式缺陷的应力强度因子的值和应力分布情况,所以将有限元方法应用于此方面具有极大的发展空间。利用有限元ANSYS软件模拟含缺陷缓冲器的模型,输出相关的应力云图,得到K_I(应力强度因子)的值,将该值与通过计算得到的K_(IC)的值进行对比,印证了对含缺陷缓冲器安全评定的结果。利用有限元ANSYS软件进行模拟时,使用1/4模型,不影响最终得到的K_I值。     

基于LS DYNA的移动式压力容器侧翻碰撞分析

运用有限元和瞬态动力学的有关理论和方法对移动式压力容器动态侧翻的安全性进行了研究。首先采用三维建模软件建立了移动式压力容器运输车的实体模型,然后分别利用有限元分析软件ANSYS和瞬态动力学仿真软件LS DYNA对模型进行前处理分析和求解计算,得到满载车速为36 km/h时因过度转弯造成侧翻后,压力容器罐体、组合支座、车架及牵引销的动态应力响应情况。计算结果表明：运输车整体吸收冲击的能力较强,车架、支座起到了一定的缓冲作用,但压力容器焊缝的强度需要提高。     

高压高温染色机机头箱的有限元强度分析

参照JB4732—95钢制压力容器———分析设计标准,对机头箱进行了有限元强度分析.按照应力分类的原则,进行了应力分类评定和疲劳寿命校核.结果表明,机头箱满足强度要求.     

复合材料和钛合金开孔平板的有限元分析

利用ANSYS有限元软件对复合材料和钛合金开孔平板进行强度分析，针对碳纤维复合材料具有各向异性和钛合金具有各向同性的特点，在线性弹性范围内采用有限元的数值解法对开孔平板进行强度分析．分析结果表明复合材料具有较高的承载能力，为复合材料开孔层合板在工程实际中的应用提供了参考依据．     

基于ANSYS二次开发的圆柱壳双开孔接管应力分析

针对过程装备中经常遇到的圆柱壳双开孔接管结构模型,以ANSYS10.0为平台,Visual Basic6.0和APDL语言为开发工具,进行了参数化有限元平台设计,有效地提高了设计效率。并进一步利用此平台进行分析计算,得到了在不同载荷工况、不同接管间距下,相邻两接管间经向筒壁的薄膜应力强度分布规律,为此类结构安全评定及优化设计提供有效手段。     

基于AN SYS的矩形容器强度分析及结构优化

针对传统的矩形容器设计方法存在的局限性以及设计过于保守的弊端,提出了利用ANSYS分析软件对矩形截面容器结构进行强度分析和疲劳分析,并得到了该矩形容器结构应力分布规律,最大应力发生在筒体的倒圆角处且最大应力强度值为279. 409 MPa。在满足强度和抗疲劳性能的要求下,以矩形容器结构的质量最轻为目标函数,利用ANSYS优化模块对矩形容器结构进行优化分析,使得优化后质量降低18. 86%,有效的降低了制造生产成本,提高企业经济效益。     

圆柱壳双开孔接管结构的应力分布研究

针对化工过程装备中经常遇到的圆柱壳双开孔接管结构,采用有限元分析方法获得轴向和环向双开孔接管结构的应力集中系数分布图。分析结果表明,开孔率和开孔间距大小是影响筒体开孔接管区应力分布的主要因素。开孔率决定了开孔影响区的范围以及结构的最大应力集中系数,而开孔间距的变化直接影响到筒体孔桥部位上最大应力水平。研究结果为此类结构安全评定及优化设计提供有效手段。     

基于蜂窝夹套反应釜强度分析和结构设计

针对传统蜂窝夹套反应釜在结构设计时存在裕量过大，材料浪费等缺点，提出了利用有限元ANSYS软件对蜂窝夹套结构进行应力分析和疲劳校核，得到了应力强度最大点位于短管与夹套结构焊脚外壁处。在保证疲劳强度和应力强度条件下，采用ANSYS参数化语言对夹套反应釜的短管壁厚、短管直径、短管间距及夹套厚度等4个参数优化设计，并以整体结构的总质量最小作为设计的目标函数，分析结果表明优化后的质量降低了39.4%。课题组的研究成果缩减了生产制造费用，实现了降低结构质量和经济化的目标。     

圆柱壳开孔补强结构极限载荷的有限元分析

满足等面积补强法对圆柱壳开孔的要求，分别确定圆柱壳开孔未补强、采用补强圈补强和采用厚壁接管补强的三个压力容器模型，使用ANSYS软件求出三个模型的极限载荷．结果表明：采用补强圈补强和采用厚壁接管补强均使壳体的极限载荷有了很大的提高；厚壁接管补强优于补强圈补强．     

基于ANSYS的平板封头矩形大开孔优化设计

针对矩形大开孔的拱形平板封头处结构复杂,常规计算方法难以进行应力分析的问题,课题组提出使用ANSYS软件进行模拟计算,并采取MPC接触方式使T型加强筋与其它部件相连接,得到该结构应力分布规律。在满足强度要求与疲劳性能的基础上,使用ANSYS优化模块对结构进行优化设计。分析结果表明：平板封头矩形大开孔结构在优化后质量减少19.6 %,实现了轻量化的目标,有效降低了生产制造成本。     

基于ANSYS的烘缸应力分析与结构优化

针对高压铸铁烘缸在实际工作过程中其结构不连续区域容易出现断裂破坏等问题，课题组提出了利用有限元软件ANSYS对 烘缸整体进行应力分析，得知烘缸的应力强度最大点位于轮毂与缸盖的联接处；采用增大轮毂与缸盖联接处过渡圆角半径的方法进行有限元分析，结果表明：该 方法可有效地降低烘缸联接处不连续区域的最大应力，可使烘缸满足应力强度要求，提高烘缸的安全性能。     

高压容器筒体与封头连接区的疲劳计算

在高压容器筒体与封头连接区,由于几何形状的不连续容易产生应力集中并伴随有疲劳现象,因此对此类部件进行疲劳寿命评估是分析设计的一个重点。文章首先利用有限元软件对该结构进行了计算,结果显示在过渡段与筒体的连接处应力值最大。并针对该应力条件,参照JB473295对该部件进行了疲劳计算。最后通过有限元结构疲劳分析加以验证。     

基于ANSYS/LS DYNA的移动式压力容器动态碰撞仿真分析

运用有限元和瞬态动力学的有关理论和方法对移动式压力容器受碰撞后的安全性进行了研究。首先采用三维建模软件建立了移动式压力容器运输车的实体模型,然后分别利用有限元分析软件ANSYS和瞬态动力学仿真软件LS DYNA对模型进行前处理分析和求解计算,分别得到车速为60 km/h车尾受到碰撞时车架、压力容器罐体、组合支座及相关辅件的动态碰撞应力响应情况。计算结果表明：车架及连接螺栓失效,但有效降低了对压力容器罐体的冲击,基本保证了其安全性,并为今后的优化设计提供了理论支撑。     

基于ANSYS的变截面悬臂梁形状优化设计

为了以最少的原材料满足结构强度、刚度要求,利用大型有限元分析软件ANSYS对一个变截面悬臂梁进行了优化设计,得到了体积、最大挠度和最大应力等计算结果,通过分析比较有限元计算结果与理论结果,验证了有限元计算结果的正确性,并比较了两种优化设计方案之间的变化,为改善产品形状最优化设计提供了参考。     

江南大学 机械工程学院， 江苏 无锡214122

针对目前榨菜加工厂的榨菜剥皮仍采用传统手工作业，存在耗时耗力的问题，课题组提出了一种新型的环形榨菜剥皮装置。课题组采用滑块摇杆机构，设计了一种摆动的撕皮机构；采用行程开关控制，设计了装置的气动控制系统；利用Creo软件对执行机构进行了动力学分析，得到了刀杆应力最大的受力情况；并进一步利用ANSYS分析软件对刀杆进行有限元分析，得到了刀杆的等效应力云图和变形云图，验证了机构的稳定性和强度要求。实验表明该装置能正常完成剥皮工作，大幅提高了生产效率。