热喷罐的疲劳寿命分析与试验研究

论文摘要

近年来,随着石油化工和其他工业的迅速发展和大型化,人们对压力容器也提出了更加苛刻的要求,再加上其它的许多因素,这些共同造成了压力容器发生疲劳失效的事故在不断地增加,这些事故给人们的生命和财产造成了巨大的损失。因此,压力容器的疲劳分析逐渐引起了人们的普遍重视,如何保证压力容器在有效的使用期限内不发生疲劳失效成为人们关注的焦点。压力容器发生疲劳失效时一般没有明显的塑性变形,它总是起源于局部高应力区。本文以工程实际应用中的热喷罐为研究对象,首先,详细阐述了压力容器疲劳设计、压力容器疲劳寿命的影响因素等相关内容。然后,依据有限单元法的思想,采用ANSYS10.0软件对该热喷罐的各部分进行了完整全面的结构应力分析,得出其各部分的应力分布图谱。针对整个热喷罐的局部高应力区,依据压力容器分析设计标准对其进行了疲劳寿命分析,从而计算出了热喷罐的疲劳寿命。在进行疲劳寿命分析的同时,热喷罐各部分的应力强度也得到了相应的评定,各项指标均满足设计要求。最后,采用试验研究的方法对热喷罐的疲劳寿命进行了验证。本文通过试验研究的方法与有限元软件分析的结果进行对照,从而验证了热喷罐结构设计和寿命设计的合理性与可靠性。同时,也为工程应用提供了一定的参考和依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 金属疲劳破坏的特点与机理
• 1.3 现代抗疲劳设计方法
• 1.4 有关容器的疲劳研究
• 1.5 本论文的主要内容与意义
• 1.5.1 本论文的主要内容
• 1.5.2 本论文的意义
• 第二章 容器的疲劳分析与影响因素
• 2.1 容器的应力分类
• 2.2 应力强度设计限制
• 2.2.1 极限载荷设计准则
• 2.2.2 安定性准则
• 2.2.3 疲劳分析准则
• 2.3 影响容器疲劳寿命的因素
• 第三章 热喷罐的有限元分析
• 3.1 有限元介绍
• 3.1.1 有限元法的基本思想
• 3.1.2 有限元法的基本步骤
• 3.2 ANSYS软件介绍
• 3.2.1 有限元分析与ANSYS
• 3.2.2 ANSYS分析问题的流程
• 3.3 热喷罐的有限元分析
• 3.3.1 进料口的结构模型和有限元分析
• 3.3.2 中间筒体的结构模型和有限元分析
• 3.3.3 出料口的结构模型和有限元分析
• 3.4 热喷罐的应力强度评定
• 3.4.1 进料口的应力强度评定
• 3.4.2 中间筒体的应力强度评定
• 3.4.3 出料口的应力强度评定
• 3.5 热喷罐的疲劳强度评定
• 3.6 评定结果
• 第四章 热喷罐的疲劳试验研究
• 4.1 疲劳试验介绍
• 4.2 本次试验的装置与器材
• 4.3 试验过程与结果
• 4.3.1 试验过程
• 4.3.2 试验结果
• 4.4 试验结果与误差分析
• 4.4.1 试验结果分析
• 4.4.2 试验误差分析
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 后记
• 致谢