X型換熱器端蓋應(yīng)力及疲勞壽命分析.pdf

1、換熱器是工程生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的設(shè)備，而換熱器端蓋是換熱器的重要組成部分。在工作過程中，換熱器端蓋要承受工作介質(zhì)產(chǎn)生的內(nèi)壓，相關(guān)配套部件的壓載作用，導(dǎo)致各部件連接處因膨脹和收縮不協(xié)調(diào)。另外各部件的材料屬性不同，工作過程中要承受較大的溫度梯度，因?yàn)闀?huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。在上述因素的同時(shí)作用下，長時(shí)間的疲勞損害會(huì)嚴(yán)重的影響換熱器的使用安全和壽命。本文以X型換熱器為研究對(duì)象，運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)換熱器端蓋在熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷耦合作用的應(yīng)力進(jìn)行分析，根

2、據(jù)ASME VII-2校核其強(qiáng)度是否滿足要求。最后基于疲勞分析理論，利用ANSYS軟件對(duì)換熱器端蓋進(jìn)行疲勞壽命分析。
　　本文的主要研究工作包括：
　　第一，對(duì)換熱器端蓋建模，采用ANSYS軟件對(duì)有限元模型進(jìn)行溫度場(chǎng)分析，得到換熱器端蓋模型的溫度場(chǎng)分布規(guī)律。
　　第二，采用間接法對(duì)四種不同工況分別進(jìn)行熱固耦合分析，根據(jù)應(yīng)力云圖，找出應(yīng)力強(qiáng)度最大值。選擇最大應(yīng)力點(diǎn)、危險(xiǎn)截面、裂紋易發(fā)生處等沿厚度方向選取路徑，對(duì)路徑進(jìn)行線

3、性化處理，計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度變化曲線圖，并依據(jù)ASME VII-2對(duì)其安全性進(jìn)行評(píng)定。
　　第三，將X型換熱器端蓋在熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷共同加載情況下得到的耦合應(yīng)力結(jié)果導(dǎo)入ANSYS軟件中進(jìn)行疲勞計(jì)算，在計(jì)算過程中按實(shí)際工況下的換熱器的參數(shù)設(shè)定和通過查閱資料得到的換熱器端蓋材料的S-N曲線對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，得到X型換熱器在四種不同工況下的疲勞分析結(jié)果，并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)定。
　　對(duì)X型換熱器端蓋在四種不同工況下的應(yīng)力分析結(jié)果分