浙大化机所-承压设备设计与安全-分析报告-大作业.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流浙大化机所-承压设备设计与安全-分析报告-大作业.精品文档.应力分析报告Stress Analysis Report浙江大学化工机械研究所Institute of Process EquipmentZhejiang UniversityApr., 2010目 录一. 设计分析依据11.1 设计参数11.2 计算及评定条件1二. 结构壁厚计算2三. 结构有限元分析33.1 有限元模型33.2 单元选择43.3 边界条件5四. 应力分析及评定64.1 应力分析64.2 应力强度校核74.3 模型疲劳强度评定10五. 分析结论11附录1设计载荷作用

2、下结构应力沿路径线性化结果 (A)11附录2设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (B)12附录3设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (C)14附录4设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (D)15附录5设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (E)17附录6设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (F)18附录7设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (G)19附录8设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (H)21一. 设计分析依据 （1）压力容器安全技术监察规程 （2）JB4732-1995钢制压力容器分析设计标准（2005确认版） （3）吸附器设计参数1.1 设计参数表1 设备

3、基本设计参数设计压力 /MPa（g）0.6设计温度 /100筒体/封头Q345R接管16Mn 腐蚀裕量 C2 /mm2.0接管 a66432/624121.2 计算及评定条件(1) 静强度计算条件表2 设备载荷参数设计载荷工况工作载荷工况气压实验工况设计压力 /MPa0.6工作压力 /MPa-试验压力/MPa-设计温度 /100工作温度 /-试验温度/-注：在计算包括二次应力强度的组合应力强度时，应选用工作载荷进行计算，本报告中分别选用设计载荷进行进行计算，故采用设计载荷进行强度分析结果是偏安全的。(2) 材料性能参数 材料性能参数见表3，其中弹性模量取自JB4732-95表G-5，泊松比根据

4、JB4732-95的公式（5-1）计算得到，设计应力强度分别根据JB4732-95的表6-2和表6-6确定。表3 材料性能参数性能温度320材料名称厚度mm设计应力强度MPa弹 性 模 量MPa泊 松 比Q345R/Sm=196Et =2.031050.316Mn 300Sm=163Et =2.03105(3) 疲劳计算条件工作载荷为加压、卸压循环载荷，每小时循环操作2次，容器设计寿命30年。故循环次数为n1=22436530=525600次。二. 结构壁厚计算按照静载荷条件，根据JB4732-95第七章（公式与图号均为标准中的编号）确定设备各元件壁厚，因介质密度较小，不考虑介质静压，同时忽略

5、设备自重。1.筒体厚度因Pc=0.6MPa106 次。故： n1=525600次 N1可见，在设计工况下，吸附器主要受力元件满足疲劳寿命设计要求。五. 分析结论经上述有限元数值模拟计算，并按JB4732-1995钢制压力容器分析设计标准（2005确认版）的有关规定进行应力评定，结论：在设计工况和操作工况下，设备满足应力强度与疲劳强度要求。附录1设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (A) PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTION DEFINED BY PATH= P1 DSYS= 0 * POST1 LINEARIZED STRESS LISTING

6、 * INSIDE NODE = 1667 OUTSIDE NODE = 2043 LOAD STEP 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM. * MEMBRANE * SX SY SZ SXY SYZ SXZ 2.315 -0.2873 8.881 0.6025E-01 1.079 -0.2494E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV 9.007 2.316 -0.4141 9.421 8.396 * BENDING

7、 * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 1.706 -0.2649 5.770 0.4580E-01 0.4772E-02 0.2716E-02 C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 O -1.706 0.2649 -5.770 -0.4580E-01 -0.4772E-02 -0.2716E-02 S1 S2 S3 SINT SEQV I 5.770 1.707 -0.2660 6.036 5.331 C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 O 0.2660 -1

8、.707 -5.770 6.036 5.331 * MEMBRANE PLUS BENDING * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 4.021 -0.5523 14.65 0.1060 1.084 -0.2222E-01 C 2.315 -0.2873 8.881 0.6025E-01 1.079 -0.2494E-01 O 0.6093 -0.2239E-01 3.111 0.1445E-01 1.075 -0.2765E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV I 14.73 4.023 -0.6316 15.36

9、13.64 C 9.007 2.316 -0.4141 9.421 8.396 O 3.444 0.6096 -0.3560 3.800 3.421 * PEAK * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 0.5131E-02 0.3064E-01 -0.5956E-01 -0.6108E-03 -0.4040 0.9004E-02 C -0.8438E-02 0.4286E-02 -0.4753E-02 -0.2968E-03 0.4033 -0.8655E-02 O 0.2501E-01 -0.3930E-01 0.7797E

10、-01 0.1515E-02 -0.4027 0.5580E-02 S1 S2 S3 SINT SEQV I 0.3921 0.5117E-02 -0.4210 0.8131 0.7045 C 0.4032 -0.8445E-02 -0.4036 0.8068 0.6988 O 0.4263 0.2504E-01 -0.3877 0.8140 0.7049 * TOTAL * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 4.026 -0.5216 14.59 0.1054 0.6802 -0.1322E-01 C 2.307 -0.28

11、30 8.877 0.5995E-01 1.483 -0.3359E-01 O 0.6343 -0.6170E-01 3.189 0.1596E-01 0.6719 -0.2207E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV TEMP I 14.62 4.028 -0.5546 15.18 13.48 0.000 C 9.111 2.308 -0.5185 9.629 8.573 O 3.323 0.6346 -0.1956 3.518 3.185 0.000 附录2设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (B) PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTI

12、ON DEFINED BY PATH= P2 DSYS= 0 * POST1 LINEARIZED STRESS LISTING * INSIDE NODE = 955 OUTSIDE NODE = 1217 LOAD STEP 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM. * MEMBRANE * SX SY SZ SXY SYZ SXZ 14.03 -2.287 8.333 0.3907 1.562 0.1167 S1 S2 S

13、3 SINT SEQV 14.05 8.553 -2.520 16.57 14.62 * BENDING * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 7.219 1.634 21.28 0.1345 -2.411 0.5742E-01 C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 O -7.219 -1.634 -21.28 -0.1345 2.411 -0.5742E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV I 21.57 7.222 1.339 20.24 18.03 C 0.000 0.000

14、 0.000 0.000 0.000 O -1.339 -7.222 -21.57 20.24 18.03 * MEMBRANE PLUS BENDING * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 21.25 -0.6533 29.62 0.5252 -0.8487 0.1741 C 14.03 -2.287 8.333 0.3907 1.562 0.1167 O 6.815 -3.921 -12.95 0.2561 3.973 0.5924E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV I 29.64 21.26 -0.6898

15、 30.33 27.13 C 14.05 8.553 -2.520 16.57 14.62 O 6.822 -2.429 -14.45 21.27 18.47 * PEAK * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I -0.5704E-01 -0.3691 0.5277E-01 0.7683E-02 0.7986 -0.1517E-01 C 0.8823E-01 0.5915E-01 0.3079 -0.7413E-03 -0.5121 0.1117E-01 O -0.6720 -0.5183 -1.855 -0.1174E-02

16、1.332 -0.2837E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV I 0.6680 -0.5686E-01 -0.9844 1.652 1.435 C 0.7107 0.8819E-01 -0.3436 1.054 0.9180 O 0.3036 -0.6720 -2.677 2.981 2.632 * TOTAL * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 21.20 -1.022 29.67 0.5329 -0.5003E-01 0.1589 C 14.12 -2.228 8.641 0.3899 1.050 0.127

17、8 O 6.143 -4.439 -14.80 0.2550 5.305 0.3087E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV TEMP I 29.67 21.21 -1.035 30.71 27.47 0.000 C 14.14 8.737 -2.337 16.47 14.55 O 6.150 -2.213 -17.04 23.19 20.34 0.000 附录3设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (C) PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTION DEFINED BY PATH= P3 DSYS= 0 * POST1 LINEARIZED

18、STRESS LISTING * INSIDE NODE = 2250 OUTSIDE NODE = 2587 LOAD STEP 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM. * MEMBRANE * SX SY SZ SXY SYZ SXZ 39.49 0.3590 2.997 0.9049 -0.8642 0.1997E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV 39.51 3.253 0.8172E-01 39.43 37

19、.94 * BENDING * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 5.229 -0.2165 9.284 0.1228 -1.103 0.2393E-01 C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 O -5.229 0.2165 -9.284 -0.1228 1.103 -0.2393E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV I 9.410 5.231 -0.3455 9.756 8.477 C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 O 0.3455 -5.231

20、-9.410 9.756 8.477 * MEMBRANE PLUS BENDING * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 44.72 0.1425 12.28 1.028 -1.967 0.4389E-01 C 39.49 0.3590 2.997 0.9049 -0.8642 0.1997E-01 O 34.26 0.5754 -6.287 0.7821 0.2384 -0.3962E-02 S1 S2 S3 SINT SEQV I 44.74 12.59 -0.1915 44.93 40.10 C 39.51 3.253

21、 0.8172E-01 39.43 37.94 O 34.28 0.5656 -6.295 40.57 37.61 * PEAK * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 0.6806 -0.2321 1.975 0.1948E-01 0.7437 -0.1225E-01 C -0.3916 0.2359 -1.257 -0.1475E-01 -0.5109 0.9838E-02 O 0.6934 -0.2367 2.115 0.2318E-01 0.2771 -0.6406E-02 S1 S2 S3 SINT SEQV I 2.

22、202 0.6810 -0.4597 2.662 2.313 C 0.3944 -0.3920 -1.415 1.810 1.572 O 2.147 0.6940 -0.2695 2.417 2.107 * TOTAL * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 45.40 -0.8959E-01 14.26 1.047 -1.223 0.3164E-01 C 39.09 0.5949 1.740 0.8901 -1.375 0.2980E-01 O 34.95 0.3387 -4.172 0.8053 0.5154 -0.1037

23、E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV TEMP I 45.42 14.36 -0.2171 45.64 40.37 0.000 C 39.12 2.651 -0.3367 39.45 38.05 O 34.97 0.3784 -4.230 39.20 37.11 0.000 附录4设计载荷作用下结构应力沿路径线性化结果 (D) PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTION DEFINED BY PATH= P4 DSYS= 0 * POST1 LINEARIZED STRESS LISTING * INSIDE NODE = 3570 OUTSI

24、DE NODE = 3121 LOAD STEP 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0 THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM. * MEMBRANE * SX SY SZ SXY SYZ SXZ 62.96 3.549 2.481 1.368 -4.274 0.8780E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV 62.99 7.305 -1.307 64.30 60.45 * BENDING * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX S

25、Y SZ SXY SYZ SXZ I 5.521 0.6060 -1.245 0.1332 0.8989 0.6814E-01 C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 O -5.521 -0.6060 1.245 -0.1332 -0.8989 -0.6814E-01 S1 S2 S3 SINT SEQV I 5.526 0.9658 -1.610 7.135 6.259 C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 O 1.610 -0.9658 -5.526 7.135 6.259 * MEMBRANE PLUS BENDING * I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SX SY SZ SXY SYZ SXZ I 68.48 4.155 1.236 1.501 -3.375 0.1559 C 62.96 3.549 2.481 1.368 -4.274 0.8780E-01 O 57.44 2.943 3.725 1.235 -5.173 0.1965E-01