复合筒体（精选6篇）
复合筒体 篇1
1 概况
因为不锈钢复合板兼有不锈钢的耐蚀性和碳钢的价格及强度优势,随着它的制造技术日渐成熟,在容器器制造中的应用日益广泛。某容器制造厂,制作了几台主材为16Mn R+OCr18Ni9的不锈钢复合板,规格有(25+3)mm,(28+3)mm的压力容器。在首台压力容器制造中筒节既没有留型遒,也没预压的情况下,筒节纵缝全部焊完后,校圆时发现在焊缝中及热影响区有裂纹出现,裂纹方向沿着焊缝,有的在复层,有的在基层,有的甚至从基层裂到复层。为此技术人员分析原因,制定处理措施。
2 原因分析
筒节发生裂纹后,查看了原材料,基层、复层及复合板的化学成分,机械性能都符合相关标准要求。由于裂纹出现在筒节校圆后的焊缝和焊缝的热影响区,故从以下方面进行分析。
2.1 16Mn R和OCr I 8Ni9是两种不同的材质,其化学成分、物理性能及晶体组织存在很大差异,导致在焊接中容易出现以下问题。
2.1.1 16Mn R和OCrl 8Ni9在焊接过程中稀释作用强烈,使过渡层、复层焊缝中含碳量增多,增大了结晶裂纹倾向;焊接熔合区则可能出现马氏体组织而导致硬度和脆性增加;同时由于基层与复层的含铬量差别较大,促使碳向复层迁移扩散,在其交界处的焊缝金属区域形成增碳层和脱碳层,即在基层侧(16Mn R)形成脱碳层,而在复层侧(OCr I 8Ni9形成增碳层,两侧性能相差悬殊,这一过渡层的存在往往使塑性性能局部恶化,该过度层导致筒节在校圆承受压应力时容易出现裂纹。
2.1.2 由于复层和基层材料的导热系数和线膨胀系数相差较大,不锈钢的导热系数约为碳钢的1I3,线膨胀系数是碳钢的1.5倍,随着温度的升高,膨胀的差值也相应地增加。因此复合板在焊接过程中,多次热循环会使焊接接头内部产生很大的内应力。同时由于在焊接过程中,加热和冷却的不均匀,使得沿基层厚度的方向上产生很大的残余应力,这种残余应力在复层表面上形成拉伸应力,造成了复合钢板焊接后复层表面易产生裂纹,特别是微裂纹较为明显。而这些微裂纹在筒节校圆过程中则使裂纹扩展,形成更大的裂纹。
2.1.3 焊缝热影响区处性能薄弱,筒节校圆是一种加压过程,在加压过程中热影响区易产生裂纹。
2.2 坡口形式及焊接工艺不合理
2.2.1 坡口形式及相应的焊接工艺不合理。
以板材厚度规格为(28+3)mm为例,原来筒节的纵焊缝的坡口形式如图1所示。
焊接工艺
(1)手工氮弧焊封底(TGFA-308L);(2)手工电焊(A302);(3)手工电焊(J507);(4)埋弧焊((H10Mn Si+SJ 101)
2.2.2 坡口形式的不合理有以下几个方面:
(1)因为不锈钢复合板的焊接关键是在基层与复层的交界处(即过渡层),通过前面的分析知道,此处易出现应力集中、马氏体组织和热裂纹等缺陷,此种坡口形式及焊接工艺虽然减小了清根的工作量,但对复层的焊接高度不好控制,加上错边量的影响,基层与复层交界处(即过渡层)的位置也不好确定,也就谈不上对各种缺陷的控制。(2)焊接复层时合金元素很容易熔入基层母材中,造成对复层焊缝的稀释,易出现马氏体组织。
2.3 筒节制作工艺不合理
筒节在滚圆前应增加压头工序,但该厂在采购板材时,为了节约成本,按封头实际周长展开尺寸采购板材,没留带头板;也没有进行压头,加上板材又比较厚,筒节直径比较小(中1000mm),要想使己经焊接完毕的筒节上焊缝两边较短的直边段变成圆形,就需要在筒节校圆过程中,施加很大的压力;筒节校圆过程中筒节的受力情况就比较复杂,既有来自于上辊向下的压力,也有辊子向两侧的切向力,此时焊缝内侧处于受压区,外侧是受拉状态,特别是由于筒体焊缝内外余高都没有打磨导致受力不均匀,在焊缝经过上辊时,前进后退过程中冲击力较大,导致基层外侧焊缝热影响区处容易产生裂纹。由于直边段的存在,在筒节校圆过程中,施加在焊缝两边的直边段的压应力很大,相应地在焊缝两侧外表面产生很大的拉应力,当拉应力超过焊缝或热影响区材料的强度极限时,裂纹就出现了。
3 采取的措施
3.1 在筒体卷圆前,增加压头工序,筒节焊缝处基本没有直边存在,曲率比不压头时的曲率要大,则校圆过程中的塑性变形较小,加载的压力相对于不压头时要小得多,此时焊缝及热影响区承受的压力也较小,也就减小了出现裂纹的可能性。
3.2 在焊完基层后,不焊过渡层和复层就校圆。因为焊过渡层及复层时,对焊缝及热影响区处基层的各种性能影响很大,还有可能出现马氏体组织,在校圆过程中就很容易出现裂纹。
3.3 焊缝的坡口形式及焊接工艺需要修改。复合板一般较厚,所以焊接方法一般基层采用埋弧自动焊,复层采用手工焊。焊接坡口的选择原则是基体熔合的焊缝金属量愈少愈好,即熔合比越小越好,其目的是减少马氏体组织,避免或减少出现冷裂纹。同时为了减少合金元素的稀释,也应减小熔合比,采用小电流,快速进行焊接。需要指出的是,线能量不能过小,也不能过大。线能量过小,会增大熔合区的硬化程度,对韧性和防止裂纹不利,极易出现再热裂纹;线能量过大,会促使马氏体组织的形成,同时增大了奥氏体过热,易使焊缝脆化。所以说,只有选择适中的线能量,才能既保证熔合比较小,又能防止再热裂纹及脆化。仍以板厚规格为(28+3)mm为例,坡口形式如图2所示。此种坡口形式使基层与复层严格区分开,使基层与复层的交界处远离焊接热量集中区,避免了基层焊接时复层的分层,有利于防止复层被污染。
保证过渡层及复层的焊接质量。由于复层受基层的稀释作用,过渡层易产生马氏体组织。为避免出现马氏体,过渡层的焊接采用小直径,高铬、猛镍焊条,并采用合适的小线能量、短弧焊、快速焊,焊条不允许做横向摆动,以降低对复层的稀释,并控制过渡层和复合层的层间温度不超过100℃,保证接头的耐蚀性能,焊过渡层时要求打磨内侧基层焊缝,使其余高为零,先焊基层与复层交界处焊缝:最后焊复层。
4 结束语
通过采取以上措施,效果非常明显,该厂在后面的不锈钢复合板设备制造中采取以上措施后,在筒节的焊缝及热影响区处,没有出现裂纹,焊接接头作的晶间腐蚀试验也符合有关标准的要求,提高和稳定了产品质量,并形成了成熟的制造工艺。
4.1 筒节卷制前,如果没留带头板,应进行预压。
4.2 坡口形式尽量选用剥离复层的方式,而且一定要将复层剥离干净,使基层与复层的交界处远离焊接时热量集中区。
4.3 过渡层焊接时,先焊基层与复层的交界处,过渡层及复层的焊接应采用小直径、快速、短弧焊,避免焊条的横向摆动,并注意控制过渡层及复层的层间温度,保证焊缝的耐蚀性能。
参考文献
[1]李玉虎,等.904L复合板水合反应器的制造[J].压力容器,2009-9.
筒体的加工技术 篇2
(1)毛坯的初始残余应力;(2)刀具对工件的作用;(3)工件的装夹条件。
除了上述原因外,机床、工装的刚度,加工环境的温度,刀具的磨损,零件冷却散热情况等对零件的变形也都有一定的影响。其中切削力、夹紧力以及毛坯的残余应力是影响加工误差的主要因素。
1 筒体
筒体是航空发动机上的调节附件,主要功能是通过筒体内活塞杆的往复运动推动加力燃烧室的调节环移动,是加力喷口部位的重要件,其加工精度及装配质量直接影响着加力喷口的运动灵活性及工作可靠性。该筒体的结构复杂,四个接嘴与筒体结合为一体,并且分别位于筒体的两侧,这样的结构给筒体的装夹和加工增加了很大的难度。零件的其他加工表面对内孔都有技术要求,因此这些表面的最后成型都是以内孔为基准进行加工的,所以内孔加工质量的好坏直接影响整个筒体的加工质量。
2 材料的切削特点
该零件的材料为钛合金,材料本身有其特殊性。
2.1 钛合金导热性能低,造成切削过程散热差,切屑与前刀面接触面积很小,致使刀具的切削刃的温度大幅度提高,容易造成刀具磨损或破损,寿命缩短。
2.2 由于钛的亲和性大,易与相接触的金属产生亲和作用,切削时,钛屑、被加工表面与刀具材料咬合,产生严重的黏刀现象,引起强烈的黏结磨损。
2.3 钛合金塑性较低,切削时切削变形系数小,切削流动速度大,故单位切削力大,容易引起刀具的磨损。
2.4 由于钛合金的弹性模量小,在切削力的作用下,被加工零件容易产生较大变形、扭曲不易保证加工精度。
3 筒体的内孔
内孔是筒体的主要工作表面,具有较高的精度、低粗糙度及薄壁等特点,加工难度较大,本文采用的是加工方法是:
粗加工(钻底孔)———粗车内孔———精车内孔———珩磨孔———精珩孔———抛光孔
4 夹具设计
筒体在结构上属于一个整体,零件的外部结构都有接嘴,接嘴位置位于两端,并且零件具有薄壁结构的表面,这就导致了机械加工中由于弹性变形而产生的误差,主要原因就是零件刚度不足,当夹紧力对零件作用时就会在零件表面发生弹性形变,从而引起误差。零件表面结构为薄壁式在加工中使用的夹具最好为全包围的液压式涨紧夹具,不但能够自动定心,并且在消除间隙上效果也十分显著,又能够使作用力均匀分布在零件表面减少变形。但是零件会受到接嘴限制,无法使用该种包围式夹具;此外,普通液压式的夹具体积较大,应用到结构复杂的制造工艺中有些困难,在相对精密的加工中“半开合”结构的夹具更加适合精密内孔的加工。如图1-1:
在该零件的加工中使用的夹具为半瓦式结构,由于没有将零件包围,所以装夹时受力容易不均匀,并且由于零件的壁较薄,加之钛合金材料在弹性模量上较小,所以加工过程中就容易在不均匀的受力下产生较大的变形、扭曲现象,使得零件的加工精度受到影响。对于零件内孔的车加工要注意,避免薄壁筒体由于受压而发生变形;但是也不能过小,作用力过小就会造成零件的夹装不紧实,加工过程中会出现窜动,从而对精度造成影响。
5 珩磨
在机械制造加工中衍磨是较为常用的方式,其应用范围较广,能够进行各种超硬度的材料加工,对该类材料的大多采用磨削的方式,但是钛合金的韧性较大,且强度较高,因此磨削过程中其材料会在高温下发生化学反应,使得磨削条件变差。而磨削中,磨削机在加工时磨粒对于工件的表面切削作用较小,但是摩擦力以及刻划力较大,因此会产生大量的磨削热。因此在磨削过程中会出现严重的砂轮粘附,而造成切削性能的减弱,使得磨削精度不能保证满足零件设计加工需求,并且很容易在磨削过程中造成磨削裂纹以及烧伤。
对于钛合金内孔的筒体进行磨削,主要环节就是充分的进行冷却,通过对切削温度的有效降低,衍磨是较为实用的方式,衍磨其实也能够看做是特殊的磨削形式。衍磨的切削速度较低,并且极易冷却,因此适用于大面积接触的精加工行业。虽然磨削速度较低,但是衍磨头在低速的基础上会快速的往复运动,而进行切削作用的磨粒又较多,单位时间内对金属的作用较大,因此会切掉较多金属,提高生产率。
衍磨的主要加工方式即用夹具固定工件,通过衍磨设备机床主轴对衍磨作业面进行往复运动以及旋转作业,并使得油石在胀缩机作用下伸出,并对孔壁施加压力,在零件表面薄薄切去一层金属,使得零件表面产生不重复的交叉网纹,该处理能够使得工件的寿命有效提高。在衍磨的作业过程中,必须保证油石具备相当长度的搭接,搭接长度是对衍磨孔直线度予以保证的基础,在衍磨孔中衍磨头通过在其中往复运动将高点削去,油石的作用就像是桥板,在衍磨作用力下发挥相应的作用;但是工件在衍磨的过程中也会反作用于衍磨头,使钝了的磨粒脱落或是破碎,重新变得锋利。衍磨是工件表面同油石之间相互作用、休整过程,使得原有刀痕在工件上的应力变形被去除,相对出现的误差得以矫正。油石在被磨损的过程中将衍磨变为抛光,达到相应的设计尺寸要求。
6 结束语
文章主要对筒体的加工进行了分析探讨,通过对零件加工中使用的材料、设备以及技术特点进行分析,通过合理的参数确定,结合实践,通过上述方式对工件的加工提出了一定的措施以提高零件的加工合格率,为工件的精度提高以及生产效率的提高提出了较为有建树的加工依据。
参考文献
[1]韩步愈.金属切削原理与刀具[M].机械工业出版社,2006.
[2]吴玉华.金属切削加工技术[M].北京:机械工业出版社,1998.
[3]王西彬,师汉民,陆涛.切削过程的分支与突变[J].机械工程学报,1997.
[4]武凯.航空薄壁件加工变形分析与控制[D].南京:南京航空航天大学,2002.
筒体的三种焊接实用工装 篇3
我公司是热工设备制造单位, 在生产过程中, 有各种规格的筒体与接管焊接的结构以及筒体对接焊接结构, 存在焊接变形问题。如果不采用工装减小焊接变形, 芯组会在装配过程中与壳体发生干涉, 为工作带来很多不便, 甚至造成不良品。为此, 笔者设计了三种工装, 以满足生产需要。
1.支撑板2.调节螺杆3.调节螺母4.芯轴
2 焊接工装简介
2.1 筒体对接焊接工装
大直径筒体在对接焊接时, 焊缝长, 焊接变形量很大, 笔者设计的工装见图1。
此筒体对接焊接工装主要由支撑板1、调节螺杆2、调节螺母3、芯轴4组成。
调节螺杆2与芯轴4焊接, 要保证4个螺杆的垂直度。在制作时, 割开间距h, 把工装装配调试好, 再车前支撑板外圆, 保证准D0-0.5。
支撑板1的厚度一般为10mm;支撑板1的宽度由焊缝位置而定, 一般情况下, 宽度为70～80mm;考虑安装因素, 尺寸不宜设计过大。在使用时, 调节螺母就可实现支撑与拆卸。在工件冷却后, 进行拆卸。
2.2 大直径筒体与接管焊接工装
直径大于150mm的筒体与接管焊接时, 可采用简易工装, 见图2。支撑板1的厚度一般为10mm;支撑板1的宽度由焊缝位置而定, 一般情况下, 宽度70～80mm;考虑安装因素, 尺寸不宜设计过大。
此工装主要由支撑板、调节螺杆、调节螺母组成。
在焊接时, 调节螺母即可实现支撑与拆卸。在工件冷却后, 进行拆卸。
2.3 小直径筒体与接管焊接工装
直径小于150mm的筒体与接管焊接时, 采用上述工装不易调节, 因此, 设计了图3所示的便于调节的工装。
此工装主要由支撑板、连杆、销、螺母连接件、左右旋螺纹丝杆、手柄组成。
支撑板1的厚度一般为10mm;支撑板1的宽度由焊缝位置而定, 一般情况下, 宽度为70～80mm。
在使用操作时, 旋转手柄6, 两个螺母连接件4向中心靠拢, 带动连杆2, 将支撑板1撑起, 起到支撑作用。焊接完毕, 等工件冷却后, 反方向旋转手柄6, 两个螺母连接件4向两边分开, 带动连杆2, 将支撑板1松开, 可取出工装。
1.支撑板2.调节螺杆3.调节螺母
在生产过程中, 以上三种工装都得到了广泛地应用, 筒体焊接变形很小, 确保了产品质量, 取得了明显效果。而且结构简单, 易于制作及操作, 深受焊工的欢迎。
1.支撑板2.连杆3.销4.螺母连接件5.左右旋螺纹丝杆6.手柄
3结语
预分解窑筒体水冷却 篇4
1 金属筒体冷却方式
1.1 水淋冷却
上世纪60~70 年代, 我国湿法窑 (窑径<4m) 筒体采用淋水冷却, 在窑筒体顶部, 架设多排下部有小孔的管道, 水经小孔淋至窑筒体以降低筒体温度, 保护筒体内耐火砖和窑皮。其缺点是耗水量大, 含尘水蒸汽对环境产生污染, 电耗大。此外, 筒体结垢在一定程度上影响散热。
1.2 空气冷却
上世纪80 年代, 我国引进的预分解窑均设置风冷装置, 在窑筒体下侧边平行设置滑轨, 多台轴流风机在滑轨上移动, 向高温部位筒体吹冷风, 以降低筒体温度。优点是现场较干净, 缺点是声音太大、电耗高。
从使用情况来看, 各台窑筒体温度是个变值, 与窑皮性能有关, 当入窑原燃中的碱、硫、镁等成分高, 则窑内窑皮致密, 导热系数高, 筒体温度高, 必须采用风冷;而窑料中的碱、硫、镁等成分含量低, 窑皮疏松, 导热系数低, 筒体温度低, 一般不用风冷。
由于生产厂家所购置的原燃料成分经常变化, 造成窑皮致密程度及导热系数经常变化, 因而预分解窑一般均设置风冷装置。
1.3 预分解、预热器窑雾化水冷却方式
近年来, 环保要求越来越严格, 欧洲一些接近居民区的水泥厂因风机噪音过大及电价过高等原因, 要求改变回转窑风冷冷却。德国KIMA Echtzeitsysteme公司、Heideberg水泥公司、德国水泥工厂协会合作对预分解窑雾化水冷却技术进行了开发, 在一台ϕ5m的预热器窑上进行, 情况如下:
在回转窑高温部位设置平行滑轨, 在滑轨上架设可移动的喷头。水经雾化, 喷向窑筒体表面, 将高温的窑筒体适当降温 (图1) 。与此同时, 红外线扫描温度测试仪将所测定的温度反馈至电磁阀控制装置, 从而控制雾化位置和水量, 使筒体得以冷却 (图2) 。此外还可做到合适的降温, 避免金属筒体降温速度过快产生应力变化损坏 (图3) 。
上述装备经约7 周的实践, 证明了其可行性与可靠性, 可满足需要改装的水泥厂应用。
2 几点看法
预分解窑筒体冷却目前使用风冷, 噪音超标, 电耗高。而采用上世纪80 年代以来开发的水喷雾技术、红外线测温传感、模糊逻辑控制技术等组合, 可以精确降低筒体温度。
雾化冷却可以大幅降低噪音, 从气冷的105d B (A) 降至65d B (A) 以下, 电耗降低至约1k Wh。存在问题是水中含碳酸钙, 易在窑筒体表面沉淀 (结垢) , 影响热传递和增加金属筒体表面温度。但从我国湿法窑淋水结垢情况来看, 表面厚度有限, 这次试验对火砖、金属筒体、石灰石结垢也进行了计算, 结果见表2。
表中未标明窑皮, 从数据来看, 石灰石垢较薄, 对筒体散热影响有限。
降低投资和操作费用的问题, 有待长期实践解决。
一种筒体缩(扩)口工装及应用 篇5
通常, 在制作压力容器罐体时, 往往是在筒体或封头内加装衬环, 目的是在对接时保证筒体的对中度, 减小错边量, 防止铁水流失, 起到补强焊缝、提高焊接强度的作用。这种方法在我国已经延续几十年。前不久, 我们在国外发现了一种直边向内收缩的封头, 使用时将筒体套装在封头的直边段焊接, 显然, 这种结构要好于另外加焊衬环, 这种一体化结构不存在焊接麻烦和泄漏, 强度也得到了提高。因为目前我国没有这种形式的封头标准, 订制这种产品无法形成规模, 采购起来就很困难, 甚至制作成本会很高。缩口封头如图1所示, 筒体与封头插接效果如图2所示。
为此, 我们想到了另一种方法, 既然封头没有这类标准的, 就将筒体制作成缩口的, 同样可以实现相同的效果。工装和方法比较简单, 很适合于在一些中小型企业推广使用。筒体形式如图3所示, 配合效果如图4所示。工装和加工方法如图5所示。
在卷板机上加装了两副专用压套 (瓦) , 其具体尺寸要根据成型件的要求和板厚决定。
可见, 本工装可通过改变上、下轴压套凸台高度和配合间隙, 就可以卷出不同厚度的缩口筒体, 通过改变上、下压套的间距就能够适应不同的筒体长度。在实际使用中, 一套模具往往能够适用于两种厚度的材料, 因此, 常用的筒体只要配备几副相应尺寸的压套即可。
同理, 当我们需要将筒体做成扩口形状时, 只要将两端压套的位置调换就可实现。当我们需要将筒体两端制作成翻边形式时, 只要将压辊的台阶加高就可实现。扩口和翻边的效果如图6、图7所示。
2 工装特点
工装特点主要有以下几点: (1) 适用范围宽, 一套模具可适应多种直径和长度的筒体加工; (2) 工作平稳、效率高, 一次裝卡两端同时成型, 轴向力相互抵消; (3) 制作成本低, 只在卷板机上配套两副压辊即可; (4) 缩、扩、翻边多用, 两端压套调换方向即可实现缩口、扩口功能互换, 压辊加深就可用于翻边; (5) 应用领域广阔, 可广泛用于罐体封头对接, 塔节衬里翻边成型, 管路连接中的扩缩插接等; (6) 具有较大的推广价值, 此原理可作为卷板机厂家的配套附件开发利用, 充分挖掘卷板机的潜在功能。
摘要：介绍了一种通过卷板机进行筒体缩口、扩口、翻边的工装。该工装具有工作效率高、操作简单、适用范围宽、制作成本低、便于操作等特点。工装充分挖掘了卷板机的潜在功能, 极大地提高了其使用范围, 为各类筒体的加工找到了一种简便方法。可以将对接焊缝转化为插接焊缝, 在塔节中遇到的防腐衬里找到了一种新的翻边制作途径。
复合筒体 篇6
疲劳破坏是指结构在低于静态极限强度载荷的重复作用下出现断裂破坏的现象,影响疲劳强度的主要因素有[1]:
1)载荷的循环次数;
2)每个循环的应力幅值;
3)每个循环的平均应力;
4)存在局部应力集中现象。
压力容器在交变载荷作用下会发生疲劳破坏,而疲劳破坏又特别容易发生在塑性变形比较大的高应变区,如筒体接管的根部,并且破坏的循环周次比较低,因此压力容器的疲劳破坏属于低周疲劳破坏。本文利用ANSYS程序对典型压力容器结构的筒体接管结构进行疲劳分析。
1 疲劳分析设计
设计条件:设计温度为常温,内压波动0~2.5MPa,载荷每小时波动2次,年平均工作8000小时,设计服役10年,则设计循环次数为8000×2×10=1.6×105,水压试验次数5次。
1.1 接管筒体结构及几何尺寸
接管采用平底直插连接,接管的内表面根部和焊缝外侧均采用圆角过渡,参数如表1所示。
1.2 筒体材料及其参数
筒体和接管材料均为16Mn R,弹性模量和泊松比均取E=2×105MPa,u=0.3。
1.3 有限元分析模型
根据筒体接管的结构特性和承载特性,取1/4筒体接管构建有限元分析模型如图1所示。
1.4 筒体接管的应力强度分析
1.4.1 载荷、边界条件及有限元应力分析
1)有限单元选择采用ANSYS软件中的20结点三维实体单元(Solid45),划分网格得有限元模型如图2所示。
2)位移边界条件在图2所示坐标系中,筒体接管处横向对称面各结点位移:δx=0。筒体接管处纵向对称面各结点位移:δz=0。筒体接管处横截面各结点位移:δy=0。
3)施加载荷最高工作压力Pil=2.5MPa。接管上端面处轴向拉应力,接管直径比k=dn0/dni。壳体左端面平衡面载荷,壳体直径比k=Dc0/Dci。
4)有限元应力分析结果
接管筒体结构在最高工作应力下的应力云图如图3所示
由应力云图得知最大应力强度发生在接管根部内侧的圆角过渡处,节点号为3257,节点应力强度分布如下:
1.4.2 应力强度评定
在结构不连续区域(筒体接管根部的内侧圆角过渡)定义路径,选取最大应力强度节点和它对应的焊缝外表面节点定义路径A_A,其应力线性化结果如下:
根据JB4732-1995[2]表6-2,常温下的设计应力强度Sm=187MPa。
对于路径A_A应力评定如下:
结构满足静强度要求。
2 疲劳分析
设置一个位置、两个事件及两个载荷的疲劳分析,根据JB4732-1995[2,2]表C-1输入疲劳曲线数据,如表2所示。
存储两个事件的两个载荷,设定两个事件的循坏次数,即可进行疲劳计算,疲劳分析输出允许的疲劳循环次数和疲劳使用系数见ANSYS分析结果如下:
由分析结果可知,筒体接管的累计使用系数为,结构不能满足疲劳强度要求。
3 结论
1)在交变载荷的作用下,筒体接管的最大交变应力幅值发生在筒体接管根部的内表面圆角过渡处,在进行疲劳分析时,应重点分析该处的疲劳强度。
2)在压力容器的不连续区,一般也是疲劳破坏的高发区。在进行设计时,不连续区的内外侧应设置圆角过渡,圆角半径也要适当,以改善这些部位承受交变载荷的能力,避免疲劳破坏的发生。
3)采用ANSYS软件进行疲劳分析设计,可以避免复杂的人工计算,获得比较准确疲劳分析结果,为压力容器的设计和使用提供科学的理论依据。
参考文献
[1]余伟炜,高炳军.ANSYS在机械与化工装备中的应用(第二版).北京:中国水利水电出版社,2007.