容器筒体结构的有限元分析

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有限元分析模型中有机玻璃(大开孔用有机玻璃板密封)与加强座之间的间隙取12mm。网格划分采用三维实体单元(便于用线处理法),单元总数7681,节点总数4333。筒体受3.0MPa的均布内压力。
由于对称性,端部的边界条件取为:在对称平面上,法线方向的位移为零。
ANSYS有限元程序计算得到最大Tresca应力值为424.87MPa,应力危险部位处在加强座内侧靠近封头的过渡圆弧的角点附近。
根据有限元计算得到的结果,应用线处理法进行应力强度的评定。在截面上过最大应力点沿壁厚方向确定一条应力处理线,沿该线建立一局部坐标系。
计算得出的最大应力点的位置在加强座内侧靠近封头的过渡圆弧的角点上。过该点作垂直于圆弧的截面和平行于有机玻璃平面的截面,其交线就是应力处理线。下面就沿这条处理线对本结构的各类应力强度进行计算和评定。
按照线处理方法进行应力强度评定,结果表明筒体结构(低合金钢)、锻钢加强座结构、玻璃体结构满足强度要求。表1列出了锻钢加强座结构的应力处理结果。
1)应用有限元分析软件,可对结构复杂的容器整体,包括所有不连续区域进行详细的应力分析与计算。能比较精确地找出危险点。
2)考虑了超出弹性范围以后结构的塑性行为,放弃传统的弹性失效准则。引入极限分析与安定分析概念,采用塑性失效设计准则进行校核。