内压斜接管结构塑性极限载荷的研究 被引量：9

1

作者 李楠 焦厚骏 桑芝富 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期970-974,共5页

对30°、45°、60°三台斜接管容器在内压作用下的塑性变形特征、塑性极限载荷进行试验及非线性有限元数值研究。结果提供三台试验设备塑性变形的规律,在内压作用下截交区发生明显的塑性变形,纵向截面内发生径向收缩,而横... 对30°、45°、60°三台斜接管容器在内压作用下的塑性变形特征、塑性极限载荷进行试验及非线性有限元数值研究。结果提供三台试验设备塑性变形的规律,在内压作用下截交区发生明显的塑性变形,纵向截面内发生径向收缩,而横截面发生径向鼓胀,接管与筒体截交角θ增大;危险位置出现在结构纵向截面的锐角侧;在相同结构尺寸下,结构的塑性极限载荷随θ增大而增大;同时提供三台试验设备塑性极限载荷的数值,为分析设计提供参考及依据。 展开更多

关键词 斜接管 塑性极限载荷 试验研究 数值模拟

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斜接管道结构在内压作用下塑性极限载荷的有限元分析方法研究 被引量：10

2

作者 吕大立 姚安林 +2 位作者 刘云 曾祥国 陈华燕 《压力容器》 北大核心 2010年第8期6-12,共7页

采用有限元方法,建立了斜接管压力容器结构在内压作用下的数值模型,并将不同载荷下管道的热点应力分布与现有文献实验结果进行了比较,两者吻合较好,验证了该计算方法的可靠性。对于正交接管利用两倍弹性斜率、切线交点和零曲率极限载荷... 采用有限元方法,建立了斜接管压力容器结构在内压作用下的数值模型,并将不同载荷下管道的热点应力分布与现有文献实验结果进行了比较,两者吻合较好,验证了该计算方法的可靠性。对于正交接管利用两倍弹性斜率、切线交点和零曲率极限载荷准则获得斜接管道失效的极限内压;并将正交接管的极限内压与Cloud以最大有效应力达到屈服时对应的理论上极限内压值进行比较,结果表明:两倍弹性斜率与切线交点极限载荷准则在预测极限内压时偏于保守,零曲率准则对确定斜接管压力容器的极限载荷比较恰当。然后利用零曲率准则确定斜接管压力容器的极限载荷,采用控制单变量变化的方法,分别分析了接管中心线与筒体中心的夹角、接管与筒体直径之比和筒体厚度与直径之比对极限载荷的影响,最后综合考虑这些因素的影响,得出了斜接管压力容器极限载荷的近似计算式。提供的分析方法为压力容器的设计及安全性评定提供了一种新途径。 展开更多

关键词 斜接管 压力容器 极限载荷 有限元

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内压圆筒轴向斜接管大开孔的强度研究 被引量：11

3

作者 郝阳 董金善 《压力容器》 2015年第4期40-44,共5页

采用三维实体有限元法,运用ANSYS软件,在不同非径向度α、不同开孔率ρ的情况下,对内压圆筒轴向斜接管大开孔进行应力分析计算,得到其接管相贯区的应力变化规律。另外,参照GB 150—2011中圆柱壳径向开孔分析法补强方法,提出了圆筒轴向... 采用三维实体有限元法,运用ANSYS软件,在不同非径向度α、不同开孔率ρ的情况下,对内压圆筒轴向斜接管大开孔进行应力分析计算,得到其接管相贯区的应力变化规律。另外,参照GB 150—2011中圆柱壳径向开孔分析法补强方法,提出了圆筒轴向斜接管结构的分析法补强方法的思路,并给出2张示例校核图。 展开更多

关键词 有限元法 轴向斜接管 大开孔 应力集中 分析法补强方法

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周向斜接管内压容器的有限元分析 被引量：5

4

作者 王海峰 桑芝富 《压力容器》 北大核心 2005年第5期16-19,55,共5页

采用有限元法计算了具有正交接管及2 0°周向斜接管圆柱形容器内压作用下的弹性应力和变形,对周向斜接管圆柱内压容器的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力集中系数等问题做了初步探讨。计算结果表明周向斜接管内压圆柱容... 采用有限元法计算了具有正交接管及2 0°周向斜接管圆柱形容器内压作用下的弹性应力和变形,对周向斜接管圆柱内压容器的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力集中系数等问题做了初步探讨。计算结果表明周向斜接管内压圆柱容器在接管与容器的相贯区存在明显的应力集中,相贯区在筒体纵向截面沿径向收缩,而在筒体横向截面沿径向膨胀,最大主应力出现在筒体的纵向截面,相贯区外表面在筒体的横向截面处于三向压缩状态;与正交接管容器相比,周向斜接管圆柱容器在内压作用下的最大主应力略小,二者基本满足Sβ=S0 (cosβ) 0 5。 展开更多

关键词 周向斜接管 有限元法 弹性应力 应力集中

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焊有45°斜接管筒体结构的极限载荷分析 被引量：3

5

作者 李召生 孙秀虎 曹丽琴 《压力容器》 2015年第7期31-34,46,共5页

对应力分类法的局限及极限载荷分析法的优点进行了分析讨论,并采用数值有限元分析的方法对实际案例进行了极限载荷分析,详细介绍了计算过程及结果,通过比较极限载荷分析法与应力分类法计算出的筒体和接管厚度的差异,说明了极限载荷分析... 对应力分类法的局限及极限载荷分析法的优点进行了分析讨论,并采用数值有限元分析的方法对实际案例进行了极限载荷分析,详细介绍了计算过程及结果,通过比较极限载荷分析法与应力分类法计算出的筒体和接管厚度的差异,说明了极限载荷分析法的优势。 展开更多

关键词 极限载荷 斜接管 塑性分析 应力分类

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周向斜接管容器弹性应力的试验 被引量：2

6

作者 方键 李楠 桑芝富 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第4期34-39,共6页

采用电测试验法对具有正交接管及25°周向斜接管圆柱形容器在接管横向弯矩载荷作用下的强度性能进行了研究.实验考察了模型的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力比等.试验结果表明,容器在接管横向弯矩作用下,筒体-接管横... 采用电测试验法对具有正交接管及25°周向斜接管圆柱形容器在接管横向弯矩载荷作用下的强度性能进行了研究.实验考察了模型的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力比等.试验结果表明,容器在接管横向弯矩作用下,筒体-接管横向截面为危险截面,横向截面受拉侧根部为最危险点;正交接管容器J1的应力比与分别承受2种方向接管横向载荷的25°周向斜接管容器J2和J3的应力比相比,模型J2的应力比最大,J1的应力比次之,J3的应力比最小. 展开更多

关键词 周向斜接管 弹性应力 应力集中 试验研究

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内压作用下圆柱壳周向斜接管结构设计分析 被引量：9

7

作者 徐心怡 贺小华 《压力容器》 2014年第6期34-39,69,共7页

周向斜接管结构应用广泛,但相对于径向和轴向斜接管结构,尚缺乏完整的设计方法研究。采用有限元法较为系统地计算了不同结构参数下受内压圆柱壳周向斜接管结构的弹性应力,绘制了不同开孔参数下等效薄膜应力及等效薄膜加弯曲应力集中系数... 周向斜接管结构应用广泛,但相对于径向和轴向斜接管结构,尚缺乏完整的设计方法研究。采用有限元法较为系统地计算了不同结构参数下受内压圆柱壳周向斜接管结构的弹性应力,绘制了不同开孔参数下等效薄膜应力及等效薄膜加弯曲应力集中系数Km,K图。研究结果表明,内压下圆柱壳周向斜接管结构的等效薄膜应力及等效薄膜加弯曲应力集中系数均低于同参数时的圆柱壳径向接管结构,周向斜接管有限元解与Mershon公式得到的结果存在一定差异。该研究结果可为内压作用下周向斜接管结构工程设计提供依据。 展开更多

关键词 周向斜接管 弹性应力分析 等效应力集中系数

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周向斜接管内压圆柱形容器的应力集中 被引量：7

8

作者 王海峰 桑芝富 《石油机械》 北大核心 2005年第11期11-14,共4页

采用有限元法计算了具有不同角度周向斜接管圆柱形容器在内压作用下的弹性应力和变形,对周向斜接管内压圆柱容器的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力集中系数等问题做了初步探讨。计算结果表明,周向斜接管内压圆柱容器在接管... 采用有限元法计算了具有不同角度周向斜接管圆柱形容器在内压作用下的弹性应力和变形,对周向斜接管内压圆柱容器的弹性应力分布、应力集中范围、变形特征、应力集中系数等问题做了初步探讨。计算结果表明,周向斜接管内压圆柱容器在接管与容器的相贯区存在明显的应力集中,相贯区在筒体纵向截面沿径向收缩,而在筒体横向截面沿径向膨胀,最大主应力出现在筒体的纵向截面,相贯区外表面在筒体的横向截面处于三向压缩状态;与正交接管内压圆柱容器相比,周向斜接管圆柱容器在内压作用下的最大主应力略小,二者基本满足Sβ=S0(cosβ)0.5;应力集中系数随着角度β的增加而降低。 展开更多

关键词 周向斜接管 有限元法 弹性应力 应力集中 应力集中系数 圆柱形容器 内压作用 弹性应力分布 最大主应力 圆柱容器

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内压作用下斜接管容器塑性极限载荷的数值研究 被引量：2

9

作者 李楠 王海峰 桑芝富 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第8期1-3,共3页

对三台具有斜接管的圆柱形容器(θ=30°,45°,60°)在内压作用下的塑性变形特征及塑性极限载荷进行了三维非线性有限元数值研究。结果表明:斜接管与筒体截交区纵向截面的锐角侧材料首先进入塑性状态。截交区附近出现明显的... 对三台具有斜接管的圆柱形容器(θ=30°,45°,60°)在内压作用下的塑性变形特征及塑性极限载荷进行了三维非线性有限元数值研究。结果表明:斜接管与筒体截交区纵向截面的锐角侧材料首先进入塑性状态。截交区附近出现明显的塑性变形,纵向截面内发生径向收缩,而横向截面出现明显的径向鼓胀,接管与筒体间的夹角减小。结果同时提供了三台容器的极限载荷值,为该类容器的分析设计提供了依据和参考。 展开更多

关键词 斜接管 非线性有限元分析 塑性变形 塑性极限载荷

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容器斜接管拐角裂纹应力强度因子K_1的光弹研究 被引量：1

10

作者 王瑞金 蔡抒涛 高发兴 《浙江工学院学报》 CAS 1993年第1期49-54,共6页

本文利用三维光弹冻结切片法,对K_I沿容器斜接管(?)分别为15°、30°模型内拐角裂纹前缘的分布进行测定,同时利用实验所得的结果和(?)等于45°模型角裂纹自然扩展的情况,对某些疲劳扩展现象进行了定性解释.

关键词 斜接管 裂纹 光弹性 压力容器

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压力容器大口径插入式斜接管制造工艺 被引量：2

11

作者 袁承春 《压力容器》 2012年第3期71-75,共5页

介绍了鲁奇式气化炉锥形封头组件轴套的制造工艺,提出了一个切实可行的压力容器大口径插入式斜接管的工艺改进方法。

关键词 压力容器 大口径插入式斜接管 制造工艺

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内压作用下斜接管结构塑性极限载荷的试验研究 被引量：2

12

作者 林杨杰 桑芝富 张月明 《化工设备设计》 1999年第6期14-18,共5页

斜接管结构是石油、化工、能源及动力工程中常见的一种结构。由于其结构的特殊性，在连接处的应力集中要比具有相同结构参数的正交接管接管大得多。本文对３０°大开孔（ ｄ／ Ｄ≥０．５） 斜接管容器进行了弹－ 塑性应力分析及爆... 斜接管结构是石油、化工、能源及动力工程中常见的一种结构。由于其结构的特殊性，在连接处的应力集中要比具有相同结构参数的正交接管接管大得多。本文对３０°大开孔（ ｄ／ Ｄ≥０．５） 斜接管容器进行了弹－ 塑性应力分析及爆破试验，确定了这种结构最薄弱的部位，根据不同的准则确定了它的塑性极限载荷及其实际的爆破压力，为这种结构的极限设计提供了依据。 展开更多

关键词 斜接管 压力容器 管道 连接 极限载荷

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内压圆筒斜接管在面内循环弯曲载荷作用下的棘轮效应研究 被引量：4

13

作者 杨立栋 董俊华 高炳军 《压力容器》 北大核心 2010年第6期11-15,共5页

利用自行设计的圆筒斜接管面内弯曲加载装置,采用电阻应变法,在多轴疲劳实验机上对面内循环弯曲载荷作用下的20#钢内压圆筒斜接管进行了棘轮效应试验研究,发现斜接管结构的锐角区存在棘轮应变,且主要发生在第一主应变方向即指向焊缝的... 利用自行设计的圆筒斜接管面内弯曲加载装置,采用电阻应变法,在多轴疲劳实验机上对面内循环弯曲载荷作用下的20#钢内压圆筒斜接管进行了棘轮效应试验研究,发现斜接管结构的锐角区存在棘轮应变,且主要发生在第一主应变方向即指向焊缝的方向。对于所研究的结构,最大棘轮应变点出现在对称面锐角区的接管侧。采用阶梯加载的方法获得了结构的棘轮边界点。利用修正的Jiang-Sehitoglu随动强化模型(MJS)对结构进行了循环塑性分析,并按日本三维有限元应力评价委员会(C-TDF)提出的等效塑性应变增量控制法确定了结构棘轮边界线,可用于评价结构的塑性安定性。 展开更多

关键词 斜接管 多轴棘轮效应 面内弯曲 安定

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轴向斜接管内压容器爆破压力的预测 被引量：5

14

作者 刘芳 王海峰 桑芝富 《石油机械》 北大核心 2009年第2期15-18,89-90,共4页

接管是容器必不可少的结构,在接管部位由于开孔产生应力集中,加之与接管的连接处发生边缘效应,使得该部位的应力分布相当复杂。对3台具有不同结构尺寸的轴向斜接管内压容器进行水压爆破试验,并采用静态非线性有限元法对3种模型的爆破压... 接管是容器必不可少的结构,在接管部位由于开孔产生应力集中,加之与接管的连接处发生边缘效应,使得该部位的应力分布相当复杂。对3台具有不同结构尺寸的轴向斜接管内压容器进行水压爆破试验,并采用静态非线性有限元法对3种模型的爆破压力及失效位置进行了预测分析,并与试验结果做比较。比较结果表明:(1)开孔结构削弱了结构的强度,降低了容器的承载能力;(2)有限元预测得到的爆破压力与试验及理论计算所得的爆破压力比较接近;(3)带轴向斜接管内压容器的等效应变最大节点都位于筒体和接管相交的锐角侧。 展开更多

关键词 斜接管 爆破压力 失效 有限元分析

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内压圆筒斜接管结构的棘轮效应分析 被引量：2

15

作者 杨立栋 董俊华 高炳军 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期523-532,共10页

利用自行设计的圆筒斜接管面内弯曲加载装置,采用电阻应变法,在多轴疲劳实验机上对循环弯曲载荷作用下的20~#钢内压圆筒斜接管结构进行了棘轮效应试验,发现斜接管结构的锐角区存在棘轮应变,且主要发生在第一主应变方向即指向焊缝的方向... 利用自行设计的圆筒斜接管面内弯曲加载装置,采用电阻应变法,在多轴疲劳实验机上对循环弯曲载荷作用下的20~#钢内压圆筒斜接管结构进行了棘轮效应试验,发现斜接管结构的锐角区存在棘轮应变,且主要发生在第一主应变方向即指向焊缝的方向.对于所研究的实验结构,最大棘轮应变点出现在对称面锐角区的接管侧.采用阶梯加载的方法确定了各考察点的棘轮边界.选取4种典型的随动强化模型,借助ANSYS软件的二次开发对面内循环弯矩作用下内压斜接管结构的棘轮效应进行数值模拟,发现Ohno-Wang模型及基于Ohno-Wang模型的改进模型对棘轮应变的预测较为准确.采用MJS（modifed、Jiang-Sehitoglu）模型按等效塑性应变增量控制法得到了与实验结果基本吻合的各考察点的棘轮边界,并根据最大棘轮应变点的数据确定了结构的棘轮边界,可用于该结构的塑性安定性评价. 展开更多

关键词 斜接管 多轴棘轮效应 面内弯曲 循环塑性 安定性

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大型插入式斜接管与筒体焊接工艺及变形控制技术 被引量：10

16

作者 张茂龙 江燕云 +1 位作者 钱旭辉 陆皓 《压力容器》 北大核心 2008年第6期28-31,12,共5页

气化炉大型插入式斜接管与筒体的焊接由于接头形状特殊,熔敷金属量大,是气化炉制造的难点之一。国内外一般采用手工电弧焊,效率低,成本高。介绍了用于气化炉斜接管与筒体接头的埋弧自动焊工艺以及焊接变形控制技术的要点,分析了接头焊... 气化炉大型插入式斜接管与筒体的焊接由于接头形状特殊,熔敷金属量大,是气化炉制造的难点之一。国内外一般采用手工电弧焊,效率低,成本高。介绍了用于气化炉斜接管与筒体接头的埋弧自动焊工艺以及焊接变形控制技术的要点,分析了接头焊接特征,对产品接头的焊接从开孔、装配、预热后热、层间温度控制、焊接工艺、变形控制和变形实时检测以及最终的检查结果作了较全面的讨论。 展开更多

关键词 气化炉 斜接管 焊接 变形控制

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内压和弯矩作用下圆柱壳周向斜接管结构设计分析 被引量：3

17

作者 吕龙生 贺小华 《压力容器》 2015年第7期8-15,24,共9页

周向斜接管结构应用广泛,但相对于径向接管结构,尚缺乏系统的设计方法研究。采用有限元法计算不同结构参数下分别受内压和接管横向弯矩作用下圆柱壳周向斜接管结构的弹性应力,绘制了不同结构参数下各应力分量的应力集中系数图。研究结... 周向斜接管结构应用广泛,但相对于径向接管结构,尚缺乏系统的设计方法研究。采用有限元法计算不同结构参数下分别受内压和接管横向弯矩作用下圆柱壳周向斜接管结构的弹性应力,绘制了不同结构参数下各应力分量的应力集中系数图。研究结果表明,圆柱壳周向斜接管结构根据各种载荷下各截面的应力集中系数Km和Kb,并按应力叠加规则得到的一次薄膜应力强度Sm和一次薄膜加弯曲应力强度S与在内压和横向弯矩共同作用下的应力结果误差不大于10%,应力叠加规则有效、可靠。研究结果可为内压与弯矩作用下周向斜接管结构工程设计提供依据。 展开更多

关键词 周向斜接管 弹性应力分析 应力集中系数 叠加规则

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具有30°斜接管内压容器极限载荷的有限元分析 被引量：10

18

作者 林杨杰 桑芝富 《压力容器》 2000年第3期24-28,19,共6页

本文用三维有限元的方法研究带 30°斜接管的圆柱形容器在内压作用下的极限载荷 ,通过计算确定了容器的应力集中系数、塑性区的扩展情况以及容器的变形情况 ,并用两倍弹性斜率法和双切线法确定了结构的极限载荷。文章通过比较 ,发现... 本文用三维有限元的方法研究带 30°斜接管的圆柱形容器在内压作用下的极限载荷 ,通过计算确定了容器的应力集中系数、塑性区的扩展情况以及容器的变形情况 ,并用两倍弹性斜率法和双切线法确定了结构的极限载荷。文章通过比较 ,发现ASME规范中给出的斜接管结构应力集中系数算法比较保守。本文还对小变形理论和大变形理论的结果作了比较 ,得出在计算结构的极限载荷时 。 展开更多

关键词 30°斜接管 内压容器 极限载荷 有限元

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面内循环弯矩作用下内压筒体斜接管结构棘轮边界的确定

19

作者 孙宇鹏 吴小松 +2 位作者 董俊华 杨立栋 高炳军 《压力容器》 北大核心 2011年第7期29-34,共6页

利用正交设计方法,确定了16个内压筒体斜接管结构的尺寸参数,采用MJS模型按照等效塑性应变增量控制法对这些结构在面内循环弯矩作用下的棘轮边界进行了计算,并采用最小二乘法对无量纲化的棘轮边界进行了拟合。利用多元回归分析法找到了... 利用正交设计方法,确定了16个内压筒体斜接管结构的尺寸参数,采用MJS模型按照等效塑性应变增量控制法对这些结构在面内循环弯矩作用下的棘轮边界进行了计算,并采用最小二乘法对无量纲化的棘轮边界进行了拟合。利用多元回归分析法找到了拟合公式中各系数与结构参数的关系,从而确定了内压斜接管结构棘轮边界的经验公式。根据此式,讨论了不同的结构参数对棘轮边界的影响。 展开更多

关键词 斜接管 面内弯曲 棘轮边界 正交设计 回归分析

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斜接管结构的塑性极限载荷及爆破压力 被引量：3

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作者 石庭瑞 桑芝富 《南京化工大学学报》 2001年第2期5-10,共6页

:斜接管在连接处的应力集中要比具有相同结构参数的正交接管结构大得多。本文对具有 30°、大径比 (d/ D≥ 0 .5 )斜接管结构的塑性极限载荷及爆破压力进行了试验研究 ,从而为这种结构的极限设计提供了依据。

关键词 斜接管 爆破试验 塑性极限载荷 爆破压力 设计

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