带偏置大接管封头的三维有限元分析与强度评定.PDF

设 计 计 算 带偏置大接管封头的三维有限元分析与强度评定 南昌大学环境与化工学院 黄克敏 张 俊 桂 亮 胡兆吉 对联苯锅炉上带偏置大开孔接管的封头进行了三维有限元分析，得出了接管、封头截面以及 摘 要： 二者相贯线上的应力分布曲线，并按分析设计原理应用第三强度理论进行强度评定，结果表明该封 头—接管连接处强度能满足安全要求。 锅炉；大开孔；有限元 关键词： 中图分类号： ； 文献标识码： 文章编号： （ ） !#$# % ’() * +##+ , (-. /## #+ , ##/( , #( , ! #$ %’ ()*+,)- #.%/0%)12 23 4+%’ 51)- % 6337+) 8%*,+ 92::/+ 62789:;7= 4;$9 =+ , 1 ?4$9 @0 ;A 81%, 4; ?-%2 , B1 ： ’ $C7)*%D) !49 7?492=@ A7@9: ; 491B C74 1 @1:59 ADD;9 2AEE@9 C1; 121@=E9B F;725 4:99 B7G92;7A21@ D7279 9@9H G92 G94AB I !49 ;:9;; 7292;7= B7;:7F7A2; 1@A25 49 @A257FB9; AD 49 2AEE@9 12B 491B 72 49 ;=GG9:731@ ?@129 ， 12B 1:AF2B 49 729:;93725 1:91 1@@ ;4AC9B 41 ;:9;; 3A2392:17A2 9J7;; 72 1 21::AC 1:91 1:AF2B 49 729:;937A2 I !49 ;:9254 981@F17A2 DA: 49 3A22937A2 C1; 31::79B AF 133A:B725 A 49 K4721 L12B1:B AD B9H ;752 = 121@=;7;： ， MN(./ 12B 49 :9;F@; ;4AC9B 41 49 ;:9254 AD 49 ;:F3F:9 G99 49 :9OF7:9G92; DA: ;1D9= I ： ； ； =+E 52*’7 A7@9: @1:59 2AEE@9 D7279 9@9G92 大开孔，已超出QN+$# 标准的适用范围。故该厂在 + 前言 制造时只是参考了相关规范并主要靠经验来确定接 在实际工程中，封头上带大直径接管的压力容 管的尺寸，其结果相对而言似乎很保守。为此，本文 器大多数为轴对称结构。对此类封头及接管进行有 采用*0LRL 软件对此结构进行三维有限元分析，并 限元分析只需采用轴对称结构的二维平面有限元模 按MN(./ 压力容器分析设计标准进行强度评定。 型。但如果接管中心线与筒体轴线有一定的偏置， / 有限元模型 则分析必须采用三维模型才能得到准确的应力分 布。某厂制造的联苯锅炉就属于此类结构。锅炉内 / % + 几何模型 储存着液态介质联苯，由于生产工艺需要气态联苯， 由于接管中心线偏离了封头轴线，破坏了结构 故要将其加热，使之汽化。在此情况下，加热管必须 的轴对称性，故只能沿接管与筒体的共同对称面（接 安置在锅炉内的下部，以便与液体介质充分接触，因 管中心线与封头轴线决定的平面，亦即图/ 中的 而封头上插入加热管束的接管也就必须偏置于下 !# 平面）截开，取其结构的一半作为分析模型。 部，如图 所示。