新型薄內(nèi)筒型鋼帶嚙合錯繞壓力容器的力學(xué)分析.pdf

1、壓力容器是典型的由板，殼組合而成的焊接結(jié)構(gòu)，在工業(yè)各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在壓力容器中，承受高壓的容器在設(shè)計和制造時要比一般承壓容器的要求更加嚴(yán)格，工業(yè)上一般將設(shè)計壓力在10～100MPa之間的壓力容器稱為高壓容器，這些壓力容器器壁較厚，通常為50～400mm，因而一般也被稱為高壓厚壁容器，它們在化工，煉油，輕工，冶金，能源電站，煤化工，重型機械，宇航工程，石油開采，及海洋工程等部門有廣泛的應(yīng)用，如氨合成塔，尿素合成塔，石油加氫反應(yīng)器，核反應(yīng)

2、堆壓力殼，煤液化反應(yīng)器，水壓機蓄能器及液氫液氧高壓容器等都是這些生產(chǎn)部門和科研部門應(yīng)用廣泛，結(jié)構(gòu)龐大，制造困難，價格昂貴及使用中存在潛在爆炸，燃燒和中毒等嚴(yán)重的關(guān)鍵設(shè)備。因此，在充分保證安全的前提下，最大限度地提高其經(jīng)濟性，便成為高壓容器設(shè)計、選擇結(jié)構(gòu)形式的決定因素。 本文首先分析了現(xiàn)有高壓容器結(jié)構(gòu)特點和制造技術(shù)，在此基礎(chǔ)上介紹了一種新型繞帶式容器結(jié)構(gòu)：即薄內(nèi)筒型鋼帶嚙合錯繞容器結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)繞帶結(jié)構(gòu)（如德國型槽繞帶和中國扁

3、平繞帶）的區(qū)別是采用了一種新型兩槽型鋼帶，即兩槽扁“山”字形鋼帶和兩槽扁“S”型鋼帶。將其以較小角度交錯纏繞在約1/4總壁厚的薄內(nèi)筒上。層與層之間是平整的，鋼帶層通過凹槽和凸緣之間的嚙合扣合來承受軸向載荷，使容器的環(huán)向、軸向強度都得到了很好的保證，而且制造也比較方便。 本文對該新型結(jié)構(gòu)的承載能力和制造技術(shù)做了全面分析，包括對繞帶簡體的承力狀況的分析，推導(dǎo)和完善了組合簡體的應(yīng)力計算公式，并且使用ANSYS有限元軟件對兩種型鋼帶組成