蒸发器支座的强度和稳定性有限元分析.pdfVIP

蒸发器支座的强度和稳定性有限元分析 王雏刚1 翟庆宏2 (1大庆石油学院机械科学与工程学院，黑悬江大庆-163318 2大庆石化岱司矿区服务事业部，黑竟江大庆，163714) 【摘要】燕发器为大型薄壁蛄构t其支座超出标准支座范围，为保证设计的安垒性，运甩有限元击 对蒸发嚣支座应力进行T计算，得到7应力分布场，并采甩应力舟娄的分析设计原理．对 支座的局郜直力进行T强度评定。分析结果表明，谊客嚣量座区域的强度足嗒，可满足妾 奎要求。由于生座区域存在局部压应力，雷进行稳定性分析，为此进行7特征值屉由分析 厦非线性屈曲分析，最终确定结构临界栽荷为427MPa，远大干设计栽荷0IMPat表明 支座谴计过于像守，需要时蛄椅几何参拙进一步优化。 【美键词】蒸发嚣支座；强度；稳定性；有限无法 舟质为水燕气，操柞容积120m’。根据工艺要求和国标 0引盲 计算相应的部件，其中蒸发器主体高度13Sm，内径 对于大型容器支座设计我国日前还没有相应的国家 许用应力为118MPa。 标准”]，许多设计单位在设计大型容器支座时都是参考 B，许用应力为113MPa。两种 支座材料为Q235 国外的设计图纸后，在经验的基础上·通过加大支座厚 材料的弹性模量均为20ESMPa，泊橙比为O3，设备 度或设置加强板方式来选取支座形式和尺寸．这对大型 空重58It，4十支座均布．其中锥形封头半锥角 蒸发器支座的设计具有不安全因素。 为3矿。 蒸发器为大型薄壁结构．塔体失教的主要表现形式 l 2有阻元挂型的建立 不是强度不足发生太面积塑性变形或断裂，而是由于压 蒸发器为焊接结构-由于主要讨论蒸发嚣支座支撑 应力而导致局部的失稳。因此导致局部失稳的压应力作 区的应力状况，可以忽略蒜发饕其他细节如锥形封头厦 为重点棱核对象，苗娶着熏研究压鹰力的稳定性。本文 筒体上柏接臂，并利用结构的对称性仅建立支座支撑区 使用ANSYS软件对蒸发器支座进行建模和结构分析，的1／8模型。简体及锥形封头径向长度应运太于边缘应 为母后大型蒸发器的支座设计提供耜鹿的参考依据。 力衰减长度。模型中筒悻长度取为2500mm，锥形封头 径向长度取为全罐径向长度的一半。 1 蔫发嚣支座结构的有限元撰翌 由于蒸发器支座结构的力学模型是连续体，对萁分 析需采用SOLID45实捧单元。燕发器支座结构划分网 1 1设计条件殛几何参数 措后的图形如图2所示。 图I为某设计院设计的蒸发器厦支座结构简囤。设 计压力0lMPa．设计温度llo℃，壳程为卤水，管内 目】燕发#口支座结杓简目 田2直＆期分嘲格目 362 1 3 t糟厦边界条件 产生的原因和对结构引起的不同失效形式．采用不同的 简体内表面蘸加内压力P，锥形封头内袁面施加内 极限值加H限赦。由于压力存器强度的关键是讨论应力 压力P及液柱静压力p¨其中液柱静压力取锥形封头 沿壁厚分布规律和大小，故可用沿壁厚方向的“较核 部分液柱静压力的平均值，简体端面及锥体下靖面施加 线”来进行评定(柱棱线取通过最大应力点且器壁厚方 轴向平衡面载荷A盈，。。支座底面约束各向位移．两 向应力变化最