废热锅炉薄管板的三维机械应力分析.pdfVIP

维普资讯 第45卷第3期 化 工 设 备 与 管 道 Vo1．45 No．3 2008年 6月 PROCESSEQUIPMENT＆PIPING Jun．2008 · 压 力 容 器 · 废热锅炉薄管板的三维机械应力分析 常平江 洪 瑛 经树栋 (华东理工大学机械与动力工程学院，_卜海 200237) 摘 要 ：运用有限元分析软件 ANSYS，对废热锅炉建立 了考虑筒体和换热管影响的管板真正实际结构的三维模 型，对其进行机械应力分析，得出管板的变形和应力分布云图。将分析结果进行应力线性化处理，按照JB4732-_95 《钢制压力容器——分析设计标准》中的应力分类和评定方法对管板进行了评定。 关键词：废热锅炉； 薄管板；ANSYS；应力分析 中图分类号：TQ053．2 文献标识码：A 文章编号：1009—3281(2008)0343010434 Analysisof3-D M echanicalStressesinTubesheetofW asteHeatBoiler ChangPingjiang HongYing JingShudong (Schoolf)厂MechanicalandPowerEngineeringEastChinaUniversityofScienceandTechnolog)，Shanghai200237) Abstract ByusingfiniteelementanalysissoftwareANSYS，the3-Dmodelofrealstructureofwasteheatboilerwasbuiltwhenthe effectoftubesheetinteractedwithcylinderandtubewastakenintoaccount．Basedonthemechanicalstressanalysis，thedeformationof thetubesheetandthestressdistributiondiagram wereobtained．Then，theresultsweretreatedwithlinearizationmethodandassessed withtherulesofstressclassificationspecifiedinJB4732． Keywords wasteheatboiler；thintubesheet；ANSYS；stressanalysis 管板是废热锅炉重要 的承压元件之一 ，也是在 1 有限元模型的建立 使用过程中容易损坏的重要元件。它的强度设计是 1．1 设计参数 锅炉制造和运行的一个重要问题，直接关系到锅炉 表 1 压力和温度参数 的安全性和经济性。 管板的结构和承载状况均非常复杂，通过传统 的方法准确计算管板应力十分困难 ，甚至是不可能 的。本文所分析的废热锅炉压力高(4．6MPa)，直 径大 (3400nln1)，管板薄 (30nln1)，已经远远超过 材料 弹性模量／MPa 泊松比 许用应力／MPa GB／T16508--1996(锅壳锅炉受压元件强度计算》 所规定的范围，在设计和计算上有一定的难度。 除了采用应力实际测量 (如应变片法)外，还可 以利用有限元方法和其它数值方法进行应力分析， 1．2 结构参数与简图 了解其承载规律并进行强度评定。本文采用有限元 该废热锅炉采用薄管板结构，管板与筒体是通 分析软件ANSYS对废热锅炉薄管板进行结构应力 过圆弧过渡结构形式连接，目的在于缓和结构不连