压力容器(pressure vessel)
压力容器是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。
品种分类
按承受压力的等级分
压力容器的设计压力(p)划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级:
(1)低压(代号L) 0.1MPa≤p<1.6MPa
(2)中压(代号M) 1.6MPa≤p<10.0MPa
(3)高压(代号H) 10.0MPa≤p<100.0MPa
(4)超高压(代号U) p≥100.0MPa。
设计标准
我国将涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道和大型游乐设施统称为特种设备。对特种设备实施全过程安全监察,形成了法规-行政规章-安全技术规范-标准 四个层次的法规体系结构。
设计标准 GB150以及专项标准
该标准基本思路与ASME VIII-1相同,适用于设计压力不大于35mpa的钢制压力容器的设计,不适用以下情况
该标准思路与ASME VIII-2相同,与GB150相比,JB4732允许采用较高的设计应力强度,在相同设计条件下,容器的厚度可以减薄,重量可以减轻。
其他国家
美国 ASME规范 VIII-1~3
日本JI S B8279, JI S B 8271~8285
欧盟 76/767/EEC,87/404/EEC,97/23/EC
仿真分析必要性
JB4732使设计者可以不再受常规设计标准(GB150-1998)的束缚,可以从结构形式上进行大胆的创新,即使是属于常规设计的范围内的容器,也可以用分析设计的手段来进行设计。 根据标准的要求,设计者可以借助有限元来解决容器的结构强度、稳定性及寿命(疲劳)的设计问题。有限元方法更快速地求解出各种应力值,并利用可视化应力提取方法提取各种应力强度,方便设计分析,提高开发速度,节约人力成本。另外,压力容器用钢量大、造价高,可以通过优化设计,减少材料使用,降本增效,经济效益非常可观。
midas NFX应用流程
应力线性化通过有限元分析得到的总应力,通常采用线性化处理,以便进行各项应力强度评定。其特点:
线性应力分布具有与实际应力分布相同的弯矩;
线性应力分布能组合为实际应力分布。
2. 总应力线性化处理后,NFX按指定的路径列表给出的应力分类有:
膜应力(MEMBRANE STRESS),弯曲应力(BENDING STRESS) 膜应力+弯曲应力(MEMBRANE + BENDING STRESS),峰值应力(PEAK STRESS)
应力识别和提取
应力类型与结构、提取路径有很大的关系
路径提取技巧
提取路径的选择直接影响到线性化结果,从而影响到应力判定的正确性
应力线性化结果
NN