补强方式对压力容器开孔接管区集中应力的影响

采用有限元法分析了补强方式对压力容器开孔接管区的集中应力的影响,比较了补强圈补强结构和厚壁接管补强结构的补强效果,并对其应力集中系数进行了研究.结果表明:不论使用补强圈补强,还是使用厚壁接管补强,补强后的应力集中系数都明显降低,且对于大开孔结构,厚壁接管补强优于补强圈补强.     

压力容器开孔补强的探讨

在压力容器封头上开孔,将会使压力容器封头的承压能力降低,在其设计工艺条件下会产生危险,因此压力容器开孔后需进行补强,开孔补强的方法有很多种,本文对几种开孔补强的方法进行了阐述和比较,若可根据具体情况选用。     

压力容器大开孔补强结构强度的有限元分析

对于受内压模型容器筒体大开孔补强结构来说,我们应采用压力面积法和ASME法对其进行计算和分析,借助于极限分析法分别计算出它的设计载荷和极限载荷,同时采用相应的方法进行验证。在进行了深入的计算以及详细的分析后,我们发现如果采用的是压力面积法,那么弯曲应力通常都是会被忽略的,在大开孔补强设计工作中应用这一方法并不是完全可靠的。实际压力容器大开孔的补强结构必须是具有非常高的安全系数的,而在此工作中采用有限单元法和ASME法应是更加科学和合理的。     

压力容器开孔补强的快速判别法

在压力容器的开孔补强设计中,判断是否需要补强比较麻烦。笔者在设计实践中推导出一种快速判断方法,其方法简单可靠,可加快设计速度。     

容器开孔补强计算的简化

文章介绍了容器开孔补强计算的简化方法.     

复合材料工字梁开孔应力及补强分析

运用有限元商用软件ABAQUS,分析了剪载荷下腹板开孔的复合材料翼梁的孔边应力分布及开孔补强性能.在应力分析中,讨论了开孔间距,开孔距离梁下缘条的高度及开孔形状对孔边应力分布的影响.研究表明开孔间距、开孔距离梁下缘条的高度及开孔形状对孔边应力集中程度都有影响,但是开孔距梁下缘条的高度和开孔形状影响较大;补强能降低开孔处的应力,提高结构承载能力.包边补强效果最好,双侧贴片补强次之,单侧贴片补强效果最弱.补强材料刚度越大,补强效果越好.     

开孔补强方法在压力容器设计中存在问题分析

开孔补强是压力容器设计中的常见结构,开孔的结果不但会削弱容器的强度,而且在开孔的附近会造成很高的局部应力。本文对压力容器设计中常用的补强方法进行总结,并介绍了相关的有限元计算结果,为其更好地应用于压力容器设计领域提供基础。     

补强圈与容器壳体间的接触行为

在压力容器开孔补强的薄壳理论分析中，通常假设在补强圈与容器体之间没有接触，其间的接触力对于结构应力分布的意义和影响尚不清楚，由有限元分析得出的应力分析结果，其中就包括了这种接触力，有限元结果与试验数据的比较表明有接触假设的有限元方法，对于应力场分布能够产生更好的理论预测，同时对补强圈与容器壳体之间的间隙变化影响以及不同开孔订对接触的影响也作了探讨。     

薄壁压力容器开孔补强的设计计算与可靠性分析

在薄壁压力容器器壁上开孔,不但削弱了容器的材料强度,而且导致容器局部应力集中,成为容器破坏的重要因素之一。国标设计中考虑容器开孔补强的安全性尽管有了一系列规定,但对影响安全诸因素的随机性考虑较少,而可靠性设计把影响安全的参数作为随机变量,依据概率统计把安全性与经济性统一进行设计计算。通过实例计算与分析对比表明,可靠性设计在保证可控的故障概率下,容器的成本投资相对常规设计计算得到了进一步优化,符合工程实际的现实要求。     

基于有限元的高压容器开孔接管区应力分析

对压力容器开孔接管区进行了三维有限元分析,获得了容器筒体、接管及其连接部位的应力分布信息。结果表明:压力容器开孔接管区产生明显的应力集中,且应力集中系数随接管与筒体连接处距离的增大而快速降低,各类应力的最大值发生在接管与筒体连接处且位于接管上部位的内侧区域,是筒体失效的危险区域。     

内压下带径向接管圆柱壳的薄壳理论解

圆柱壳开孔接管是各种工程中常见的部件,在内压下交贯线附近有很高的应力集中,自20世纪50年代以来成为工程界与力学界关注的难题,问题的求解归结为2个8阶偏微分方程的复杂边值问题.该文在作者前20年研究基础上,从解析求解精确的圆柱壳Morley方程出发,对内力素的表达式加入修正项改善了解的精度,增大了适用范围.通过三维有限元数值验证,说明了该文所引入的修正项将薄壳理论解的参数最大适用范围由开孔率0.8增至0.93, λ=d/(DT) 1/2由8增至12.据此给出了便于工程设计的内压下圆柱壳大开孔接管应力集中系数曲线.     

周向斜接管容器弹性应力的试验

采用电测试验法对具有正交接管及25°周向斜接管圆柱形容器在接管横向弯矩载荷作用下的强度性能进行了研究.实验考察了模型的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力比等.试验结果表明,容器在接管横向弯矩作用下,筒体接管横向截面为危险截面,横向截面受拉侧根部为最危险点;正交接管容器J1的应力比与分别承受2种方向接管横向载荷的25°周向斜接管容器J2和J3的应力比相比,模型J2的应力比最大,J1的应力比次之,J3的应力比最小.     

柱式弹性体的端面载荷分布和结构尺寸对端部效应的影响规律

以长径比1.0的柱式弹性体为研究对象,基于弹性力学理论研究其受载分布和结构尺寸对端部效应的影响. 结果表明：非均匀载荷分布的一端,端部效应变化更剧烈;而均匀载荷分布的一端,随着长径比的增大,端部效应受到端面载荷分布的影响越小. 此外,端部效应对小尺寸弹性体十分敏感,但当尺寸增大超过3.5倍时,通过抑制端部效应的效果迅速消失. 研究结果为柱式负荷传感器的设计提供理论指导依据.     

柱式弹性体的端面载荷分布和结构尺寸对端部效应的影响规律

端部效应是影响柱式弹性体桥路输出的重要因素之一。本文以长径比为1.0的柱式弹性体为研究对象并基于弹性力学理论研究其受载条件和尺寸效应对端部效应的影响规律。首先,根据端面受载条件和尺寸效应两种力学模型建立位移函数表示的平衡微分方程；其次,以受载条件的力学模型为例,引入两个位移函数对平衡方程进行解耦,推导出对应的力学模型解析解,并根据边界条件确定解析解的待定系数；最后,依据胡克定律和柱式弹性体桥路输出公式计算端面受载条件和尺寸效应对端部效应的影响。计算结果表明：弹性体非均匀载荷分布的一端,端部效应变化更剧烈；而均匀载荷分布的一端,随着弹性体长径比的增大,端部效应受到端面载荷分布的影响越小。此外,端部效应对小尺寸弹性体十分敏感,但当弹性体尺寸增大超过3.5倍时,通过增大尺寸来抑制端部效应的效果迅速消失。研究结果为柱式负荷传感器的设计提供理论指导依据。     

基于遗传算法和BP神经网络的圆柱壳大开孔接管结构优化研究

应用神经网络模拟GB150-2011《压力容器》标准中圆柱壳径向接管开孔结构参数与强度关系,以开孔接管结构用材最省为优化目标,采用遗传算法对圆柱壳大开孔接管结构进行优化设计研究.经神经网络拟合后,标准算图数据信息归一于一个三层的BP网络并应用于遗传算法程序中,与反复查图和有限元优化算法相比,此优化算法更节省设计时间.经验证,优化后的结构符合强度要求,优化结果满足工程设计需要.     

激励力矩的耦合及弹性结构角速度响应测量的实验研究

本文首先给出了用磁致伸缩棒力矩激振器将激励力矩施加到被测结构上的三种耦合模式，然后用水平放置的有机玻璃悬臂梁结构作为实验对象，对不同的耦合模式进行了测量和对比分析．接着对弹性结构角速度响应的测量方法进行了研究，并设计了一个压电晶体角加速度计的原型．为了验证理论分析，作为一个例子，对一个有机玻璃悬臂梁结构的传递力矩导纳进行了测量．     

波浪对弹性支撑结构物冲击作用试验研究

位于浪溅区的弹性结构物的上部结构可能会受到幅值很大、历时较短的波浪冲击荷载.高强度的瞬时冲击荷载作用以及由它引起的结构振动响应往往是导致结构损坏的主要原因.通过物理模型试验,研究了波浪对弹性支撑平板结构的冲击作用.试验中设计了3种不同支撑刚度的结构物模型,对结构物底面所受的波浪冲击压力和结构物振动加速度响应进行了同步观测.分析了支撑刚度对冲击压力和结构振动的影响,以及结构物所受的波浪冲击压力与对应时段振动加速度之间的关系.试验结果表明,结构物支撑刚度越大,其所受的冲击压力也越大,对应时段的振动加速度幅值也越大.     

含初始转角的隔震支座在双层柱面网壳结构中的隔震性能

为了研究大跨度空间结构中存在支座转动问题,通过含初始转角的橡胶隔震支座的双层柱面网壳结构研究了水平方向上结构水平地震反应。结合通过实验得出的经验公式对橡胶隔震支座水平性能进行修正,并通过SAP2000应用动力时程分析法,在考虑下部支承结构的情况,对含初始转角的橡胶隔震支座进行了参数分析。结果表明：水平地震作用下,较小转角的隔震支座的支座底部剪力峰值与加速度峰值会下降;随着转角增加,柱顶加速度峰值、隔震支座底部剪力峰值等迅速增加;而跨高比大的网壳结构会放大初始转角对结构的影响,加大结构整体的加速度峰值和结构柱的位移峰值,但限制上层网壳结构的位移峰值。因此在考虑初始转角的情况下,若需要限制网壳结构加速度或位移,设计时需要将网壳结构跨高比的放大效应纳入考虑范围。     

HPFL二次受力加固RC偏压柱试验研究

文章介绍了所研发的工作性能良好的柱二次受力加固试验装置FBSH,并对4根近似足尺偏压柱进行了试验测试,这些柱采用高性能水泥复合砂浆钢筋网薄层(HPFL)进行了二次受力加固;将试验结果与同参数的未加固柱和一次受力加固柱进行了比较和分析,研究了一次受力应力水平指标β对二次受力加固柱的承载力、延性、刚度以及开裂模式的影响规律,并分析了试验中的徐变现象。