接管及补强结构在外载荷下的弹性应力.PDFVIP

第26卷第3期 南京工业大学学报 Vol26No3 2004年5月 21304 OF UNIVERSITYOF Mav JOURNALNANJING TECHNOLOGY 接管及补强结构在外载荷下的弹性应力 王晓明，桑芝富 (南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京210009) 摘要：对6台不同d／D比的圆筒形压力容器进行了接管外载荷作用下的试验研究，考察开孔一接管区的变形及 其应力分布。结果表明，孔边的应力集中具有明显的局部性，补强圈补强结构有效地改善了筒体一接管区的应力 分布情况，横向截面为危险截面。 关键词：压力容器；开孔补强：数据采集；电测法 中图分类号：TQ053．2 文献标识码：A 文章编号：1671—7643(2004102—0015—05 随着现代石油化工、能源和核工业的发展．圆柱 进行研究，但主要集中于圆柱壳承受内压载荷的条 壳开孔接管及补强结构已成为压力容器和管道系统 件，而对于承受接管弯矩载荷的圆柱壳，则研究相对 中最常用的结构。由于结构几何参数、制造方法及 较少。 施加载荷种类的变化，使得开7L一接管区变形和局 本课题对接管外载荷作用下的开孔一接管及补 部应力场的计算变得十分复杂。因此，对开孔一接 强圈补强结构进行了试验研究。 管一补强结构进行全面的分析成为一个十分有意义 的课题。 1试验模型 国内外许多研究者对这个课题进行了大量的研 究工作，在1955年，Bijjlaard[“最先提出圆筒形容器1．1结构殛参数 在接管外载荷作用下所产生局部应力的计算方法。 试验模型采用6台专门设计并制造的容器．每 E2．3 80年代，美国斯坦福大学的C．R．Steeleo给出壳体 台容器均由筒体、接管、固定用法兰及加载支耳等部 与接管交线的数学表达式。现在应用最广泛的是美 件构成，按d／D不同分成3组，每组2台容器，同一 国焊接研究委员会的WRC一297t41公报，该公报是 组容器结构尺寸相同，只是其中1台有补强圈，另1 对WRC一107。5j的补充，专门用于圆柱形接管和圆 台没有补强圈，以考察补强圈对应力的影响。试验 柱壳连接的计算。一些学者通过光弹试验16J、电测 容器的结构尺寸详见图1，6台容器的具体尺寸详见 试验17剖、薄壳理论解110,“3和有限元分析[”一14一来表1。 表1模型尺寸／nma Table1 Dia*nsion0fmodel 试验号 n Jt 500 1 000 500 8 080 1 000 3 500 1300 Jt。 1 500 8 口160 8 080 1 000 3 J2 500 l 000 500 8 dt25 1 1300 4 500 000 J2。 1 500 8 脚8 0125 1 000 4