立式玻璃鋼貯罐的設(shè)計(jì)及有限元分析的中期報(bào)告

立式玻璃鋼貯罐的設(shè)計(jì)及有限元分析的中期報(bào)告一、立式玻璃鋼貯罐的設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)的貯罐要求具有以下條件：(1)容積：50m3(2)介質(zhì)：氯氣(3)使用壓力：1.6MPa(4)設(shè)計(jì)溫度：-40℃~60℃(5)自重：≤10t(6)地震系數(shù)：0.1g1.2設(shè)計(jì)計(jì)算1.2.1壓力計(jì)算貯罐使用的是螺旋卷管，采用ASME標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。在標(biāo)準(zhǔn)ASMEB31.3中，螺旋卷管的設(shè)計(jì)需要根據(jù)不同的材質(zhì)和工作溫度確定其荷載系數(shù)，然后按照計(jì)算公式計(jì)算出其中的最大應(yīng)力。計(jì)算公式如下：S=2FS(St/D+P)/2SE+FS其中：·S為應(yīng)力強(qiáng)度·F為荷載系數(shù)·S為外徑·t為壁厚·SE為材料的允許應(yīng)力強(qiáng)度·FS為彎曲系數(shù)·P為內(nèi)壓力將計(jì)算結(jié)果與所需承受的負(fù)荷進(jìn)行比較，即可得到是否符合要求的結(jié)論。1.2.2穩(wěn)定性計(jì)算為了保證貯罐的穩(wěn)定性，需要進(jìn)行穩(wěn)定性分析。根據(jù)ASMEBPVCodeSectionVIIIDivision2規(guī)定的相關(guān)規(guī)則，可以采用法向和環(huán)向穩(wěn)定性分析方法。此外，由于貯罐為立式結(jié)構(gòu)，還需要進(jìn)行壓力殘留應(yīng)力分析和地震響應(yīng)分析。穩(wěn)定性分析計(jì)算可按照下列步驟進(jìn)行：1.計(jì)算貯罐的自重和荷載。2.根據(jù)所得的荷載，計(jì)算貯罐的最大允許應(yīng)力，并與貯罐材料的強(qiáng)度進(jìn)行比較。3.根據(jù)所得的應(yīng)力，計(jì)算貯罐的最小壁厚和最小直徑。4.利用ASMEBPVCodeSectionVIIIDivision2的算法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。此時(shí)需要考慮水平荷載、擺動(dòng)荷載、壓力荷載和地震荷載等。5.根據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定貯罐的開孔與支撐的結(jié)構(gòu)布置。6.進(jìn)行有限元分析進(jìn)行驗(yàn)證。1.2.3有限元分析根據(jù)貯罐的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行有限元分析。有限元分析是一種廣泛應(yīng)用于機(jī)械工程、航空電子、汽車工業(yè)等領(lǐng)域的數(shù)值分析方法。通過將結(jié)構(gòu)分解成離散的節(jié)點(diǎn)和單元，確定貯罐在不同工況下的位移、應(yīng)力和形變等參數(shù)。有限元分析所得到的結(jié)果可以與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，也可以用于指導(dǎo)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。二、有限元分析結(jié)果分析由于時(shí)間有限，有限元分析尚未完成。下面分別介紹有限元分析方法和結(jié)果：2.1有限元分析方法本次有限元分析采用ANSYS軟件進(jìn)行。首先，在ANSYS中創(chuàng)建了立式玻璃鋼貯罐的三維模型，然后進(jìn)行網(wǎng)格劃分和加載條件設(shè)置。根據(jù)貯罐的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，分別設(shè)置了荷載條件和邊界條件。最后，采用逐步加載法，依次施加不同的荷載條件，求解出貯罐在每種工況下的位移、應(yīng)力和形變等參數(shù)。2.2有限元分析結(jié)果由于有限元分析尚未完成，此處分析結(jié)果暫未得出，將在最終報(bào)告中進(jìn)行介紹。三、總結(jié)本次中期報(bào)告主要介紹了立式玻璃鋼