在催化劑制備罐設(shè)計(jì)的過(guò)程中,使用的橢圓封頭的開(kāi)孔的接管結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)其結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生不會(huì)程度的影響,遇到較大的管道載荷,經(jīng)過(guò)管道載荷和內(nèi)壓共同的作用下,橢圓封頭開(kāi)孔接管結(jié)構(gòu)不連續(xù)引起的彎曲應(yīng)力具有一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的性質(zhì)。
在對(duì)其應(yīng)力大小進(jìn)行分析的過(guò)程中,我們目前可采用有限元分析方法,對(duì)橢圓封頭開(kāi)孔接管結(jié)構(gòu)局部的實(shí)際力學(xué)行為進(jìn)行分析研究,以彈性應(yīng)力分析和塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則為基礎(chǔ),對(duì)局部應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行了安全評(píng)定。根據(jù)三維橢圓封頭軸向開(kāi)孔接管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和載荷特性,計(jì)算采用三維力學(xué)模型。網(wǎng)格劃分采用20節(jié)點(diǎn)六面體單元,并對(duì)接管與封頭過(guò)渡區(qū)域網(wǎng)格加密,共109196個(gè)節(jié)點(diǎn),24865個(gè)單元。
利用這種分析方法能夠?qū)ζ湓谕廨d荷和內(nèi)壓共同作用以及內(nèi)壓作用下進(jìn)行了分別計(jì)算,從而計(jì)算出橢圓封頭開(kāi)孔接管局部不連續(xù)處的應(yīng)力分布狀態(tài)。在應(yīng)力處沿封頭壁厚方向選取路徑進(jìn)行線性化處理,并將兩種工況作用下的應(yīng)力分類結(jié)果進(jìn)行比較。
經(jīng)過(guò)對(duì)比可知,在管道外載荷和內(nèi)壓共同作用下,橢圓封頭開(kāi)孔接管結(jié)構(gòu)局部不連續(xù)引起的彎曲應(yīng)力具有一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的性質(zhì),并且隨著管道外載荷的增大,一次應(yīng)力成分占的比例越大。
經(jīng)過(guò)以上對(duì)橢圓封頭局部應(yīng)力的分析我們可以看出來(lái),該方法能夠有效的對(duì)結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)進(jìn)行分析,避免了應(yīng)力分類的盲目,以塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則為基礎(chǔ)的分析設(shè)計(jì),是與工程力學(xué)緊密結(jié)合的產(chǎn)物,它不僅解決了壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)中無(wú)法解決的問(wèn)題,也是容器設(shè)計(jì)觀念與方法上的一個(gè)飛躍。
關(guān)于橢圓封頭上的開(kāi)孔,小編想強(qiáng)調(diào)的就是它們之間的距離,這方面也是有相關(guān)規(guī)定的,如果不符合的話只能通過(guò)一定的方式來(lái)改善。具體應(yīng)該怎么做的,這還得有專業(yè)的技術(shù)人員來(lái)為大家講解。
當(dāng)橢圓封頭上的兩個(gè)開(kāi)孔之間的距離小于規(guī)定范圍的話,就必須采取改善措施了,常用的是聯(lián)合補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算,如果這還達(dá)不到要求的話就只能用整體補(bǔ)強(qiáng)了。實(shí)施上封頭開(kāi)孔的間距除了有規(guī)定之外,還得根據(jù)實(shí)際情況確定。 但有一個(gè)原則是不變的,那就是要盡量大于孔邊緣離筒體外壁距離,使的開(kāi)關(guān)可以盡可能的靠近封頭的中心,目的是為了改善受力條件,而且對(duì)延長(zhǎng)封頭的使用壽命也是有幫助的。
橢圓封頭的周向(環(huán)向)應(yīng)力和經(jīng)向(軸向)應(yīng)力在殼體上各點(diǎn)都是變化的,在頂點(diǎn)的環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力相等 ,而在赤道上的應(yīng)力 。橢圓封頭承受均勻內(nèi)壓時(shí),軸向應(yīng)力恒為拉伸應(yīng)力(正值),且由頂點(diǎn)處大值向赤道逐漸遞減至小值;
環(huán)向應(yīng)力在時(shí),封頭過(guò)渡區(qū)將開(kāi)始出現(xiàn)壓應(yīng)力,若長(zhǎng)短軸比值繼續(xù)增大,封頭過(guò)渡區(qū)邊緣的壓應(yīng)力值將迅速增大,即封頭越淺,封頭邊緣的壓應(yīng)力值越高,所以將封頭長(zhǎng)短軸比值限制在2.6以內(nèi)較為合理。