整体锻焊式氨合成塔专题讨论.doc

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1、整体锻焊式氨合成塔专题讨论1.1 本设计遇到的问题本设计遇到的问题主要有两处：1低封头与筒体连接的过渡型式；2法兰与筒体焊接处的应力分析。1.2 低封头与筒体连接的过渡型式解决方案方案1：在筒体下端加一减薄段，过渡到封头厚度再与封头焊接，减薄型式可以是单边减薄，也可以是双边减薄。方案2：增加封头上端厚度，使上端厚度与筒体厚度一致，然后再与筒体焊接。方案3：设计时取封头厚度跟筒体厚度等厚。本设计选用方案3。方案1由于筒体厚度减薄应力会集中在减薄处，导致减薄焊接处破坏失效；方案2增加封头上端厚度不易加工，加工难度大；方案3加工方便，也不会导致失效，故可行，但由于厚度加大，成本也会增加。1.3 法兰

2、与筒体焊接处的应力分析1.3.1 应力计算对法兰与筒体焊接处工作状态下进行应力分析，使用软件：Pro/ENGINEER Wildfire 2.0、ANSYS。1建模取法兰下端部分、焊缝、筒体上端部分用Pro/ENGINEER Wildfire 2.0进行建模，所得模型如图10-1。图10-1 三维建模2划分单元格将用Pro/ENGINEER Wildfire 2.0建的三维模型存为*.sat格式，导入ANSYS软件中，并对其划分单元格，所得单元格如图10-2。图10-2 划分单元格3添加边界条件和载荷添加边界条件和载荷如图10-3。图10-3 边界条件与载荷如图上下端面各添加Y方向的约束，A3和A6端面添加对称约束，在内表面施加32MPa的压力。4求解加载后对其求解得其应变与应力分布图。图10-4 应变图图10-5 应力图1.3.2 结果分析由计算结果可得应变分布基本满足要求，应力分布上在模型下段内表面出现了应力集中，这与理论分析有出入，显然应力计算有误。导致计算错误的原因分析：1建模有误，可将筒体部分再加长点；2边界条件有误，由于上端法兰有主螺栓力和内压在法兰处的弯矩，在力的传递作用下会传递给法兰下端的直边段，故上端面边界条件复杂。