多鞍座容器均布載荷下強(qiáng)度分析研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)整體化和自動(dòng)化的程度越來(lái)越高，用于各行各業(yè)的大型容器也越來(lái)越多，鞍式支座作為一種石油化工容器的首選支撐方式已常應(yīng)用于石油化工行業(yè)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和石油化工行業(yè)的進(jìn)步，石油化工容器有著大型化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)，容器在不斷加長(zhǎng)加重的同時(shí)用于容器支撐的鞍式支座的數(shù)量也在進(jìn)行相應(yīng)的變化，以確保這種大型石油化工容器的應(yīng)力分布均勻，而在容器的長(zhǎng)期使用過(guò)程中，各個(gè)鞍式支座基礎(chǔ)難免發(fā)生不均勻的沉降，這往往使得各鞍式支座的應(yīng)力分布再次出現(xiàn)分配不均

2、，影響設(shè)備壽命和使用情況。故本文主要研究多鞍座分布及沉降對(duì)大型臥式容器應(yīng)力分布的影響。
　　本文首先對(duì)有限元方法和Zick法的理論、求解過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)介紹，應(yīng)用三彎矩方程對(duì)某款多鞍座臥式容器設(shè)備均布載荷下各鞍座的支反力和彎矩進(jìn)行計(jì)算，繼而利用有限元軟件Ansys Workbench對(duì)大型多鞍座臥式容器均布載荷下，在常壓和滿(mǎn)水兩種工況下進(jìn)行受力分析，以得到在不同工況下各鞍座支座的支反力和彎矩，并將結(jié)果與同等工況下的三彎矩方程計(jì)算結(jié)果

3、相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)利用三彎矩方程進(jìn)行多鞍座臥式容器設(shè)計(jì)的結(jié)果，較有限元法計(jì)算結(jié)果保守。
　　其次，運(yùn)用Solidworks與Ansys Workbench對(duì)大型多鞍座臥式容器進(jìn)行參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計(jì)。選取大型多鞍座臥式容器的最大位移、最大應(yīng)力、大型臥式容器的筒體上最大薄膜應(yīng)力、最大彎曲應(yīng)力、最大薄膜加彎曲應(yīng)力、容器總質(zhì)量為目標(biāo)變量，選取各鞍座之間的距離及大型多鞍座臥式容器的壁厚為設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化。保證設(shè)備在強(qiáng)度滿(mǎn)足要求的同時(shí)質(zhì)量下降4.72％

4、。
　　最后，對(duì)大型多鞍座臥式容器在使用一段時(shí)間后，鞍座基礎(chǔ)發(fā)生單個(gè)鞍座不均勻沉降現(xiàn)象進(jìn)行了分析，即假設(shè)一個(gè)鞍座發(fā)生沉降，且其沉降量是工程設(shè)計(jì)中允許的，與此同時(shí)，其他的鞍座并沒(méi)有發(fā)生沉降，分別利用有限元法和“有沉降的三彎矩方程”法對(duì)該情況進(jìn)行分析。得出各鞍座的支反力和彎矩變化趨勢(shì)，并且將變化結(jié)果與未發(fā)生沉降的情況進(jìn)行對(duì)比。
　　本文針對(duì)多鞍座分布及沉降對(duì)均布載荷下的大型臥式容器應(yīng)力分布影響進(jìn)行研究，通過(guò)計(jì)算分析比較，發(fā)現(xiàn)Zi