軸向斜接管的應(yīng)力研究及分析設(shè)計方法的對比研究.pdf

1、接管是壓力容器上必不可少的結(jié)構(gòu)，在石油化工、電力、能源及核工業(yè)等行業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛。根據(jù)接管軸線與圓柱筒體軸線位置的不同，可以將接管分為徑向接管、軸向斜接管和切向斜接管三種基本形式。其中，軸向斜接管的應(yīng)力集中程度是很大的，使得軸向斜接管與筒體的連接區(qū)域成為壓力容器的薄弱部位，對設(shè)備的安全使用造成嚴重的威脅。
　　 由于斜接管結(jié)構(gòu)的不對稱性，使得從理論上對斜接管與筒體連接區(qū)域的應(yīng)力分析變得非常困難。因而，有關(guān)斜接管應(yīng)力分析的研究

2、多通過試驗研究和數(shù)值模擬以獲得連接區(qū)域的應(yīng)力分布規(guī)律。
　　 本文采用控制單變量變化的方法，對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)軸向斜接管的應(yīng)力分布進行了研究。通過對結(jié)構(gòu)參數(shù)成系列變化的模型進行有限元模擬分析，得到斜接管與筒體不同直徑比、厚度比及不同中心線夾角對軸向斜接管結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布的影響，并對最大應(yīng)力產(chǎn)生的位置及數(shù)值變化趨勢進行了探討。同時還分析了斜接管與筒體連接處內(nèi)側(cè)不同尺寸的圓角對斜接管應(yīng)力分布的影響。為斜接管結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計和安全評定提供了一定

3、的參考。
　　 與此同時，鑒于斜接管結(jié)構(gòu)連接處應(yīng)力分布的復(fù)雜性，對其設(shè)計方法的研究就顯得非常必要。雖然各種壓力容器常規(guī)設(shè)計標準和行業(yè)規(guī)范并未對斜接管結(jié)構(gòu)的設(shè)計給出詳盡明細的設(shè)計要求，但各種設(shè)計標準和規(guī)范所列舉的分析設(shè)計方法，為接管的設(shè)計提供了不同的途徑。本文基于目前國內(nèi)外常用的三個應(yīng)力分析設(shè)計標準和規(guī)范:我國的行業(yè)標準JB4732《鋼制壓力容器—分析設(shè)計標準》，美國機械工程師學(xué)會(ASME)鍋爐及壓力容器規(guī)范第Ⅷ卷第2冊《壓力容