含凹坑缺陷薄壁圆筒形压力容器疲劳寿命数值模拟研究.pdf

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维普资讯 第 37卷 第 7期 化 工 技 术 与 开 发 VO1.37 No.7 2008年 7月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Ju1.2008 含凹坑缺陷的薄壁圆筒形压力容器疲劳寿命数值模拟研究 纪晓懿 ,金长义 (1.广西大学化学化工学院,广西 南宁 530004;2.广西工业职业技术学院,广西 南宁 530001) 摘 要:利用有限元分析软件MSC.Patran和疲劳分析软件MSC.Fatigue对含凹坑缺陷的薄壁圆筒压力容器 进行静力分析和疲劳寿命分析,得出满足G00.1的不同深度和长度的凹坑的最大主应力、应力集中系数和疲劳 寿命的情况。通过对数据的分析和处理得到:随着凹坑深度的增加 ,最大主应力、应力集中系数是线性增加的,而 疲劳寿命则是线性减小的。并且随着凹坑长度的增加,最大主应力和应力集中系数是不断减小的,而疲劳寿命也 有上升趋势,但变化不明显,由此可知疲劳寿命的主要影响因素是凹坑的深度。 关键词:有限元;疲劳寿命;最大主应力;应力集 中图分类号:TQ053.2 文献标识码:A 文章编号:1671—9905(2008)07—0042—04 凹坑是压力容器中比较常见的缺陷,对于未经 1.2 凹坑种类的选取以及安全评定 卷板,处于原始状态的钢板,其表面覆盖有热轧时形 根据安全评定,满足G00.1的凹坑就要对其 成的氧化铁皮,即使发现有凹坑,也是偶尔发现的。 进行安全评定,为研究这些凹坑对压力容器疲劳寿 在卷板后即在钢管制作完成后和防腐前的搁置期 命的影响,分别取2X=2Y=85、80、75、70、651Tim, 间,可发现大量凹坑 ,尤其是在喷涂环氧沥青漆后 , 对应于每个2X,取 Z=3.8、4.0、4.2、4.4、4.61Tim, 由于视觉的作用,凹坑更为明显 1【J。除在上述情况 对这些凹坑进行疲劳寿命分析。由于它们满足 G0 中可以看到凹坑外,在设备的安装、运输的过程中也 0.1,所以要对其进行安全评定。 + 会因操作的疏忽而造成凹坑缺陷,并且如果环境不 R 13 根据公式: PLO=2-ln( 一 /2) (1) \R B /2 良,还会产生 “锈蚀凹坑”。凹坑缺陷的存在,会在压 为材料流动应力 a,用于非焊缝区凹坑时 力容器表面产生局部结构不连续,从而产生应力集 一 , , 中,必然对设备的使用寿命产生一定的影响,因此我 + R B 2 ×345×ln 506+6 ~PLO=2-,ln[ /2~

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