飞灰排放槽过滤器应力评定及疲劳分析

论文摘要

在现代化压力容器设计工业中,产品的设计愈来愈精细、复杂,市场竞争要求压力容器设备的性能指标大幅度提高,而ANSYS这样的CAE工具,在许多方面为现代企业保持竞争优势提供了强有力的技术保证。近十年来,已经有近百种不同版本的ANSYS软件在压力容器行业发挥着巨大作用。由此ANSYS在压力容器行业占据了国内应力分析软件中95%以上的市场份额,成为压力容器分析设计的事实上的标准。ANSYS为推动CAE分析设计在该领域的普及做出了卓有成效的工作,为提高我国压力容器的分析设计水平做出了巨大的贡献。根据JB4732-95《钢制压力容器—分析设计标准》,本文以飞灰排放槽过滤器为研究对象,根据其工艺操作参数,精确计算设备的循环次数,确定该设备必须进行应力评定和疲劳分析。在应力分类及应力评定标准的基础上,对该容器进行应力评定和疲劳分析,应用极限分析法和安定性概念,对筒体和封头的连接部位,选用应力较小结构,避免了应力在局部不连续处产生较大的应力,降低了应力集中程度。对于其他结构突变部位,采取应力分解后进行应力分类评定和疲劳分析,分析研究其是否能达到设计中得到的循环次数,以确保该设备的安全性。通过对上部过渡段结构的方案对比分析,找出了应力局部不连续部位应力较小的几何结构,降低了应力集中系数；对上部结构及开孔、筒体上开孔结构、锥段结构、管板结构进行了应力评定和疲劳分析,得出了在应力分析设计中,对应力分解后再对照典型结构进行应力分类,按照“等安全裕度”准则,用各种应力的作用及性质判断其危险性而给予不同的控制值。为该疲劳压力容器的安全操作提供了可靠的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 煤气化的发展概况
• 1.3 飞灰排放槽过滤器装置及其设计要求
• 1.4 有限元理论与方法介绍
• 1.4.1 有限元法介绍
• 1.4.2 有限元分析的基本步骤
• 1.4.3 ANSYS软件简介
• 1.5 压力容器应力分析现状
• 1.6 论文内容与结构
• 第2章 应力分类及应力评定
• 2.1 应力分类
• 2.1.1 一次应力
• 2.1.2 二次应力
• 2.1.3 峰值应力
• 2.1.4 典型应力的起因、位置及特点
• 2.2 应力评定
• 2.2.1 极限分析法
• 2.2.2 安定性概念
• 2.2.3 应力评定
• 第3章 上部结构及开孔A1应力评定和疲劳分析
• 3.1 内压圆筒计算
• 3.2 内压球壳计算
• 3.3 上部过渡段结构的方案对比
• 3.3.1 几何模型
• 3.3.2 力学模型
• 3.3.3 设计工况下应力分布
• 3.4 上部结构及开孔A1应力评定和疲劳分析
• 3.4.1 几何模型
• 3.4.2 力学模型
• 3.4.3 设计工况下应力评定
• 3.4.4 疲劳分析
• 第4章 上部结构及开孔N2应力分析和疲劳分析
• 4.1 几何模型
• 4.2 力学模型
• 4.3 设计工况下应力评定
• 4.4 疲劳分析
• 第5章 筒体上开孔A2应力分析和疲劳分析
• 5.1 几何模型
• 5.2 力学模型
• 5.3 设计工况下应力评定
• 5.3.1 设计工况下沿路径PATH1的应力评定
• 5.3.2 设计工况下沿路径PATH2的应力评定
• 5.3.3 设计工况下沿路径PATH3的应力评定
• 5.4 疲劳分析
• 第6章 锥段应力分析和疲劳分析
• 6.1 锥壳计算
• 6.1.1 锥壳Ⅰ壁厚计算
• 6.1.2 锥壳Ⅱ壁厚计算
• 6.2 几何模型
• 6.3 力学模型
• 6.4 设计工况下应力评定
• 6.5 疲劳分析
• 第7章 管板应力分析
• 7.1 几何模型
• 7.2 力学模型
• 7.3 设计工况下应力评定
• 第8章 结论
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 致谢
• 参考文献