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案例行业:通用机械

案例类别:强度疲劳分析

问题描述

 

 

 

在稳态工况下,反应器裙座支撑区和下封头接管区的温度和压力载荷分布如图所示:

 

 

计算内容

 

力学模型:

 

有限元模型:

 

说明:模型网格划分如图所示。模型全部采用六面体网格划分。其中粉红色网格单元部分为反应器,黄色部分为外围的保温层。

 

温度场云图:

 

说明:对有限元模型施加对流换热边界条件,计算出模型的温度场。 

 

应力场云图:

 

 

 

裙座支撑区

 

 

封头中心接管区

 

说明:采用热-固耦合技术,计算出机械载荷和温度载荷共同作用下的应力强度。

 

应力评定路径图:

 

 

说明:建立8条路径,如上图所示。

应力判定准则(遵照JB4732-1995):

1. 当只有机械载荷作用时(即不考虑温度),

薄膜应力强度PL<1.5倍设计应力强度Sm

一次薄膜应力强度+一次弯曲应力强度PL+Pb <1.5 Sm

2. 当机械载荷和温度载荷共同作用时,

薄膜应力强度PL<1.5 设计应力强度Sm

一次薄膜应力强度+二次弯曲应力强度PL+Pb+Q <3 Sm

其中:Sm——材料的设计应力强度。

 

应力评定结果:

路径

PL

PL+Pb+Q

路径1

70.27<1.5 Sm

146.6 <3Sm

路径2

52.77<1.5 Sm

121.4<3Sm

路径3

75.47<1.5 Sm

102.3 <3Sm

路径4

30.70 <1.5 Sm

73.40 <3Sm

路径5

11.61 <1.5 Sm

82.49 <3Sm

路径6

20.47 <1.5 Sm

67.41 <3Sm

路径7

19.76 <1.5 Sm

124.7 <3Sm

路径8

63.34 <1.5 Sm

106.8 <3Sm