接管应力分析报告实例

项目名称PROJECTNAME设备名称EQUIPMENTNAME委托单位ENTRUSTINGCOMPANY分析类型应力分析ANALYSISTYPE设备名称项目姓名签字日期分析校核审核批准i目录前言1概述11.计算模型_1－圆筒径向接管锻件补强11.1设计条件11.2材料11.3几何模型11.4单元划分21.5位移边界条件21.6计算工况131.6.1载荷31.6.2材料参数41.6.3应力评定系数41.6.4FEA结果41.6.4.1应力强度分布云图41.6.4.2应力线性化结果51.6.4.2.1SCL_JUNC_051.6.4.2.2SCL_SHELL_061.6.4.2.3SCL_NOZL_071.6.4.2.4SCL_JUNC_9081.6.4.2.5SCL_SHELL_90101.6.4.2.6SCL_NOZL_90111.6.4.2.7SCL_JUNC_180121.6.4.2.8SCL_SHELL_180131.6.4.2.9SCL_NOZL_180141.6.4.2.10SCL_JUNC_270151.6.4.2.11SCL_SHELL_270171.6.4.2.12SCL_NOZL_270181.6.5工况1应力分类及评定192结论20附录1.1模型_1计算工况1应力线性化数据21第1页前言概述本设备用于XXX项目，路径应力分类及评定参照JB4732－1995(2005年确认)《钢制压力容器－分析设计标准》，其余按GB150－2011《钢制压力容器》执行，焊接接头为全焊透。1.计算模型_1－圆筒径向接管锻件补强根据设备结构形式和承载特点，对圆筒径向接管锻件补强建立力学模型进行分析，应力分析计算采用FEA-Nozzle有限元分析软件。1.1设计条件1）设计工况根据工艺提供的设计条件，设计计算基础数据如下：内表面腐蚀裕量C2(mm)：1.52）设备材料筒体：16MnR钢板接管：16MnDR钢板1.2材料表1.1常温下材料特性参数表材料标准材料类型材料常温弹性模量Es(MPa)常温许用应力[σ]s_t0(MPa)筒体JB4732钢板16MnR206000188接管JB4732钢板16MnDR2060001811.3几何模型模型中包含筒体、接管，模型几何参数如下表：表1.2模型几何参数表内外缘倒角倒圆类型外缘倒圆内缘倒圆外缘倒圆半径RFo(mm)30内缘倒圆半径RFi(mm)10筒体内直径Dis(mm)2000筒体厚度ts(mm)36筒体长度Ls(mm)2400接管外径Dot(mm)219接管厚度tt(mm)9伸出高度Prjt(mm)1300锻件补强管外径Dor(mm)310补强管削边段长度hnt(mm)45.5补强管直边段长度ht(mm)45第2页图1.1几何参数示意图考虑腐蚀和负偏差的影响，筒体计算厚度34.5mm，接管计算厚度7.5mm。1.4单元划分采用8节点三维实体单元进行网格剖分，其单元划分如下图。图1.2网格划分1.5位移边界条件根据结构特点，计算采用局部子模型。位移边界：筒体的一端所有的节点施加固定约束，限制轴向位移为0，绕轴向轴线的转动自由度设置为0。第3页图1.3位移边界约束条件1.6计算工况11.6.1载荷计算内压Pc5(MPa)：4计算温度Tc(℃)：250表1.3管口外载参数表Pc(MPa)4Tc(℃)250Fx(N)0Fy(N)0Fz(N)0Mx(N-m)0My(N-m)0Mz(N-m)0图1.4载荷局部坐标系示意图1）圆筒体的另一端施加等效面力，其计算如下：2）接管的端部施加等效面力，计算如下：第4页3）筒体、接管的内表面施加计算内压4）管口端部施加外部等效载荷1.6.2材料参数结构各材料在工况计算温度250℃下的特性参数如下表所示。表1.4计算温度下材料特性参数表材料名称弹性模量Es_t(MPa)泊松比许用应力Sms_t(MPa)筒体16MnR1940000.3157接管16MnDR1940000.31531.6.3应力评定系数应力评定系数如下表所示。表1.5评定系数表局部薄膜评定系数K1(PL)1.5局部薄膜加弯曲评定系数K2(PL+Pb+Q)31.6.4FEA结果1.6.4.1应力强度分布云图模型经分析后，结构上的应力强度云图如下图中所示。图1.5应力强度SP3分布云图(单位：MPa)第5页1.6.4.2应力线性化结果在结构各部位最大应力处和特征位置处选择应力线性化路径，每条路径对应的线性化处理结果详见附录1.1。各路径选择位置、应力线性化曲线和应力线性化数据如下：1.6.4.2.1SCL_JUNC_0图1.6结构上应力线性化处理路径SCL_JUNC_0位置图1.7SCL_JUNC_0应力线性化曲线表1.6SCL_JUNC_0应力线性化数据应力成分SXSYSZSYZSXZSXYS1S2S3SINTSEQV薄膜30-47000107030-78070弯曲(内)-20-2-0.100-103-0.1-303030弯曲(外)2020.10010300.1-33030第6页薄膜+弯曲(内)6-67000-0.5706-68070薄膜+弯曲(中)30-47000107030-78070薄膜+弯曲(外)50-27000.1207060-108080峰值(内)-0.10.60.700230.7-254峰值(中)2-3-100-23-1-366峰值(外)11070042070.12010总应力(内)5-670002706-68070总应力(中)30-7700097030-98070总应力(外)5010800.10.1308060-0.280701.6.4.2.2SCL_SHELL_0图1.8结构上应力线性化处理路径SCL_SHELL_0位置图1.9SCL_SHELL_0应力线性化曲线表1.7SCL_SHELL_0应力线性化数据第7页应力成分SXSYSZSYZSXZSXYS1S2S3SINTSEQV薄膜707800010807048070弯曲(内)-40-20-2000-20-10-20-504040弯曲(外)40202000205020104040薄膜+弯曲(内)30-206000-46030-208070薄膜+弯曲(中)707800010807048070薄膜+弯曲(外)1003010000.13010010020100100峰值(内)43200582-2109峰值(中)-4-5-300-50.1-3-998峰值(外)10209001030923020总应力(内)30-1070000.97030-108070总应力(中)70280001080700.48070总应力(外)100501000.10.150100100301001001.6.4.2.3SCL_NOZL_0图1.10结构上应力线性化处理路径SCL_NOZL_0位置第8页图1.11SCL_NOZL_0应力线性化曲线表1.8SCL_NOZL_0应力线性化数据应力成分SXSYSZSYZSXZSXYS1S2S3SINTSEQV薄膜0.1-630008305-104040弯曲(内)230-5002301-54030弯曲(外)-2-30500-25-1-304030薄膜+弯曲(内)2303000103030-23030薄膜+弯曲(中)0.1-630008305-104040薄膜+弯曲(外)-1-404000640-0.6-408070峰值(内)-0.2-0.7-300-22-3-354峰值(中)12200352-165峰值(外)-7-8-500-6-2-5-101010总应力(内)130300073030-0.63030总应力(中)1-34000104010-105040总应力(外)-9-503000030-9-5080701.6.4.2.4SCL_JUNC_90第9页图1.12结构上应力线性化处理路径SCL_JUNC_90位置图1.13SCL_JUNC_90应力线性化曲线表1.9SCL_JUNC_90应力线性化数据应力成分SXSYSZSYZSXZSXYS1S2S3SINTSEQV薄膜200140-100020040-2200100弯曲(内)907-88009010-10100100弯曲(外)-90-78-80010-10-90100100薄膜+弯曲(内)300830-200300308200200薄膜+弯曲(中)200140-100020040-2200100薄膜+弯曲(外)70-640-20007050-108070峰值(内)202-0.8300204-32020峰值(中)-80.55-0.30050.5-81010峰值(外)104-7-0.300104-72020总应力(内)30010301003003010300300总应力(中)200140-100020040-1200100总应力(外)80-240-20008040-99080第10页1.6.4.2.5SCL_SHELL_90图1.14结构上应力线性化处理路径SCL_SHELL_90位置图1.15SCL_SHELL_90应力线性化曲线表1.10SCL_SHELL_90应力线性化数据应力成分SXSYSZSYZSXZSXYS1S2S3SINTSEQV薄膜100270-50.10100701100100弯曲(内)20-8-201000200.5-205040弯曲(外)-20820-100020-0.5-205040薄膜+弯曲(内)200-65070.1020050-7200100薄膜+弯曲(中)100270-50.10100701100100薄膜+弯曲(外)1001080-2000100906100100峰值(内)-0.133-5008-0.1-2109峰值(中)-0.4-2-34001-0.4-687第11页峰值(外)-260.8-90010-2-62020总应力(内)200-35030.1020050-3200100总应力(中)100-0.560-0.70.1010060-0.5100100总应力(外)1002080-30001009071001001.6.4.2.6SCL_NOZL_90图1.16结构上应力线性化处理路径SCL_NOZL_90位置图1.17SCL_NOZL_90应力线性化曲线表1.11SCL_NOZL_90应力线性化数据应力成分SXSYSZSYZSXZSXYS1S2S3SINTSEQV薄膜80205-500802037070弯曲(内)50509-0.600505094040弯曲(外)-50-50-90.600-9-50-504040薄膜+弯曲(内)1006010-5001006010100100第12页薄膜+弯曲(中)80205-500802037070薄膜+弯曲(外)20-30-5-40020-4-305050峰值(内)10970.100109755峰值(中)-4-0.22-2003-1-476峰值(外)0.3-6-105000.3-3-101010总应力(内)1007020-5001007020100100总应力(中)70206-600702037060总应力(外)20-40-100.80020-10-4060501.6.4.2.7SCL_JUNC_180图1.18结构上应力线性化处理路径SCL_JUNC_180位置图1.19SCL_JUNC_180应力线性化曲线表1.12SCL_JUNC_180应力线性化数据应力成分SXSYSZSYZSXZSXYS1S2S3SINTSEQV第13页薄膜30-47000-107030-78070弯曲(内)-20-2-0.100103-0.1-303030弯曲(外)2020.100-10300.1-33030薄膜+弯曲(内)6-670000.5706-68070薄膜+弯曲(中)30-47000-107030-78070薄膜+弯曲(外)50-27000-207060-108080峰值(内)-0.10.60.700-230.7-254峰值(中)2-3-10023-1-366峰值(外)110700-42070.12010总