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压力容器专题 | 反应器裙座支撑区域分析

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案例来源:余伟炜和高炳军老师的著作《ANSYS在机械与化工装备中的应用》是ANSYS经典界面在压力容器行业应用的经典教材。近些年,Workbench界面已经成为主流,ANSYS经典界面式微,可以说已经过时。但该书的行业知识并不过时,因此采用Workbench界面复现书中的案例,颇具价值!  


问题描述

某加氢精制反应器,设计压力P=8.8MPa.设计温度T=347℃。

材料为:2Cr-1Mo,弹性模量E=2.0x105MPa,泊松比µ=0.3。

设计温度下材料设计应力强度:裙座锻造结构Sm=115.5MPa,筒体及封头主体(板材)Sm1=153.7MPa。

设备总重mg=270000kg。


h型锻件尺寸为:筒体内半径R1=1406.5mm,璧厚t1=87mm:球封头内半径R2=1416.5mm,壁厚t2=52mm;裙座壁厚t3=22mm;过渡圆角半径r=20mm;锻造高度H=568mm。试分析该加氢反应器裙座支撑区的机械应力。


1、几何模型

几何模型如下图所示,轴对称模型:

2、材料参数

材料参数如下图所示,线弹性分析:

3、网格模型

网格模型如下图所示,网格均匀整齐,符合压力容器行业的网格习惯:

4、边界条件

边界条件如下图所示,包含内压,平衡载荷,位移约束等:

5、分析结果

应力强度如下图所示:

线性化应力如下图所示:

6、思考与展望

  • 轴对称模型中的不连续一般都为整体不连续。

  • 整体不连续区域的薄膜应力一般为局部薄膜应力。

  • 整体不连续区域的薄膜应力+弯曲应力一般包含二次应力。

来源:安世亚太
Workbench理论材料ANSYS
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首次发布时间:2023-03-02
最近编辑:1年前
安世亚太
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