壓力容器邊緣強度的理論研究與分析.pdf

1、壓力容器的邊緣強度問題是廣泛研究的熱點問題，其對于壓力容器的強度有很大的影響。尤其是脆性材料制造的殼體、經(jīng)受疲勞載荷或低溫的殼體等，因?qū)^高的不連續(xù)應力十分敏感，可能會導致殼體的疲勞失效或脆性破壞，因而在設(shè)計中應按有關(guān)規(guī)定計算并限制不連續(xù)應力。對于邊緣應力的研究目前多采用力法，借助有力矩理論來求解邊緣應力。這一方法理論上雖然思路清晰，但針對具體的問題分析起來相當復雜，所以在工程上并未得出許多有用解答，特別是對碟形封頭，由于存在兩個連接邊

2、緣—殼體與環(huán)形體、環(huán)形體與球面體邊緣，問題就變得更加復雜了。目前未見推導出的解析解。
　　 本文采用計算機輔助分析軟件ANSYS來求解邊緣應力，此種方法比較簡單，能很直觀的分析邊緣的應力。方便地得到我們所需的各向應力。
　　 本文的主要研究工作如下：
　　 1.借助有限元分析軟件ANSYS對典型的壓力容器邊緣的有限元分析模型（我們采用橢圓封頭的壓力容器為例）進行邊緣靜力結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬，得到了邊緣的各向應力的分布云

3、圖。
　　 2.對于有限元得到的應力進行分類，本文采用了等效線性化方法對我們得到的有限元結(jié)果進行了分類。分離出我們所需的總體薄膜應力，局部薄膜應力，彎曲應力，峰值應力。并借助ASME和JB4732-95我國分析設(shè)計標準對我們從有限元結(jié)果中分離出來的各類應力進行強度的驗算和評定。
　　 3.本文還著重研究了錐形殼體環(huán)向強度受兩相互連接的殼體的尺寸與材料等參數(shù)（α、r/t1、τ、ε等）影響的規(guī)律，導出了保證環(huán)向彎曲應力≤3[