基于有限元法的層板包扎容器應(yīng)力場數(shù)值模擬研究

1、青島科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于有限元法的層板包扎容器應(yīng)力場數(shù)值模擬研究姓名：劉軍濤申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化工過程機(jī)械指導(dǎo)教師：吳俊飛20080420基于有限元法的層板包扎容器應(yīng)力場數(shù)值模擬研究R e s e a r c h o nN u m e r i c a lS i m u l a t i o n o f M u l t i —L a y e rW r a p p e d V e s s e l ’ss t r e s sf i e

2、 l db a s e d o n f i n i t ee l e m e n tm e t h o dA B S T R A C TT 0 h i g hp r e s s u r e v e s s e l ，m u l t i —l a y e rw r a p p e d s t r u c t u r e 弱k i n d o f p r e s s u r i z e de q u i p m e n t i sc o m

3、 m o n a n ds u p p o s e d c a n ’tb ed a m a g e d ．B u tn o w t h i sk i n do f v e s s e lh a si n d u c e dm a n yd i s a s t r o u sa c c i d e n t s ．S oh o w t oe v a l u a t et h ew r a p p e d l a y e rv e s s

4、e l ’sr e m a i n i n g l i r eb e c a m e a l lu g e n t p r o b l e m ．I n o r d e r t oe s t a b l i s haf e a s i b l e t e s t t o e v a l u a t ew r a p p e d l a y e rv e s s e l ’sr e m a m i n gl i f ea n d d e

5、t e c tt h e d e f e c te f f i c i e n t l y , Q i n g d a oU n i v e r s i t yo f S c i e n c e & T e c h n o l o g y w i t ho t h e rt h r e eu n i t sa p p l yf o r 也e8 6 3p r o j e c tn a m e d t e s t e v a l u

6、 a t i o nf o rw r a p p e d l a y e rv e s s e l ’sr e m a i n i n gl i f e ．- n l i sa r t i c l em a i n l y w o r k e d 0 nw r a p p e dl a y e r v e s s e l ' sn u m e r i c a ls i m u l a t i o ni na s p e c t

7、s o fs t r e s sf i e l da n dt e m p e r a t u r e f i e l dt oe s t i m a t ea n de v a l u a t e w r a p p e dl a y e r v e s s e l ’sr e m a i n i n g l i f e ．W h e n p e r f o r m i n gn u m e r i c a ls i m u l a

8、t i o n ，Ih a d t oe s t a b l i s hI o t sm o d e l s ，a n d i tw a s v e r yd i f f i c u l te s p e c i a l l yp r e s e n t e da m o d e l o f c o n t a c t t h r o u g h m a n u a lo p e r a t i o nw h e n c o n s i

9、 d e r i n g t h el a y e rg a p ．S ob a s e d o n A N S Y S ，I d e v e l o p e d af i n №e l e m e n t p a r a m e t r i ca n a l y s i sp r o g r a mi nw r a p p e d l a y e ru r e ac o n v e r t e r , a n di n t e g r

10、 a t e dm o d e l i n g & d i v i s i o n 面d & l o a d s o l u t i o na n d s oo nv a r i o u sf u n c t i o n si n t o t h es y s t e m 。T h e n lc a nc o m p l e t e t h eu r e a c o n v e r t e r f i n i t ee

11、l e m e n t n u m e r i c a la n a l y s i sq u i c k l y t h r o u g h i n p u t t i n gf e w p a r a m e t e r s ．A l l o f t h e s er e d u c e dt h ea n a l y s i sw o r k l o a da n dt h ed i 街c u l t y g r e m l y

12、．I c a r r i e do u tad e t a i l e df i n i t e e l e m e n t a n a l y s i sf o ru r e ar e a c t o rb yu s i n gp a r a m e t r i cp r o g r a m ,a n da n a l y z e d w i t ht h e e x p e r i m e n t a l r e s u I t s

13、 ．T h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec a l c u l a t i o ns t r e s s o fn u m e r i c a l s i m u l a t i o na n d P G P i m s h t e i nF o r m u l ah a v et h e s a m et r e n d ，t h e d a t aa r e i n g o o da

14、g r e e m e n tw i t h e a c ho t h e r , b u tt h er e s u l t o fL a m eF o r m u l ah a sag r e a t e rd e v i a t i o n 。黝t h eL a m i n a t e ’sg a pi n c r e a s i n g ，t h e e 斌e r n a l l a m i n a t e sn u m b e

15、 rt h a td o e s n ’tb e a rp r e s s u r e i s g r o w i n ga n dL a m i n a t e sr u p t u r ep o s s i b i l i t y o c c u r r e dm o r ee a s i l y ．M u l t i l a y e rg i r t h w e l dc o n n e c t i n g i s t h em

16、o s t c o m p l e x p a r t so f S t r e s sd i s t r i b u t i o ns i n c e t h ee x i s t e n c eo fI a m i n a t e ' sg a p ．T h e m o r ea r o u n dt h eb o t hs i d e so fw e l d i n gs e a m ，t h em o r ep u l

17、ls t r e s sa n dt h ec o m p r e s s i o n ．S h e l fs p a c ea n dd e e pg i r t hw e l d p a r t si n t e r s e c tp r o d u c e a c u s p ，t h em o s tv u l n e r a b l es t r e s sp a r t si st h e t o pl a m i n a

18、t e s g a pa n dd e e p g i r t hw e l df u s i o nl i n e ．A n a l y s i sa l s os h o w s t h a tc h a n g ei nt h eS l o p ea n g l eh a sa c e r t a i ni m p a c t t ot h e d i s t r i b u t i o no f s t r e s sf i e

19、 l do f d e e p g i r t hw e l d f u s i o nl i n e ．T h e r e f o r e ，t h e l a y e r g a pa n d t h ew e l d e dj o i n t f o r ma n d s o o nh a v et h ev e r y t r e m e n d o u si n f l u e n c et ot h em u l t i -

20、 l a y e rw r a p p e d u r e ac o n v e r t e rs t r e s sf i e l d ' sd i s t r i b u t i o n ．T h eu r e ac o n v e r t e rs t r a i nt e s t r e s u l ta l s oi n d i c a t e dt h a tg a p sb e t w e e nt h eu r

21、e ac o n v e r t e rl a y e r sh a v et h et r e m e n d o u si n f l u e n c e t o t h e u r e a c o n v e r t e rs t r e s s d i s t r i b u t i o n ．A n dt h e r e i s ab a s i c a l l yg o o d a g r e e m e n tb e t

22、w e e nt h ea c t u a ls t r a i n v a l u ea n dt h et h e o r e t i c a l v a l u e ．S o ，w h e nc a r r y i n go nt h em u l t i ．1 a y e rw r a p p e d u r e a c o n v e r t e rd e s i g n ，s h o u l dc o n s i d e r

23、t h e s t r e s sc o n c e n t r a t i o n ’si n f l u e n c ew h i c h c a u s e db yg a p s t o u r e ac o n v e r t e r o v e r a l li n t e n s i t y ．1 f o u n d t h a tt h eL o c a l S t r e s sa td e e ps e a mw e

24、 l dt o er i n gs i t e h a sa l r e a d ye x c e e d e d t h e y i e l ds t r e n g t hw h i l e 1w a sd o i n g s t r u c t u r e l i n e a re l a s t i cn u m e r i c a ls i m u l a t i o no f u r e a r e a c t o r ,