板制同心大小头的应力和强度分析.pdf

普資民htp:/iwwww.cqvip.com
板制同心大小头的应力和强度分析
Z F. Sang G, E.O. Wider
本文介第一种新的僚件一坂制的同心夫小头,作者对五个不同结柄漿的试验謨塑进行实發和弹性、弾塑性分
祈。还报告了承压试验下的弾应力分布,比操作荷載为高时塑性区的延仲以及癌破试验的结果。结果表明在试庄
カ下,量火应力是出现在天か头小端和小端管子之间连接区的内侧。宅比操作压カ为高的压下,屈服及笄破亦
发生在该区。棍埚分析结果r可以得出结论,大小头是安全和可款的
络言
?
在石化工厂的建设中,如大小头、三通、
头、文管等管件是不可续少的、其结构和强下
度的特性对加工工厂的安金和可靠性有直接的
影响。所以,分析人员和设计人员尽一切努力去
寻找能满足过程装备要求的管件。本文的目
的是介绍一种新管件的结构和强度分析一一板
制的同心大小头。大小头的形状示在图1.它可
被描绘为一个碟形封头并在其中央开有一孔,
孔边外形成一斗。这种大小头的好处是流
体阻力小,强度高,制造和施工方便。常用大
图1大小头的形状
小头系列的尺寸范围如下:
名义直径80~-400mL48~-108mm实验工作
(大端)
本研究的国的是要使得5个模型的结果,
名义直径25~350mmL20~50mm
以使能將它们与有限元分析进行比较,实验结
小端
果是从电阻应变测量装置上得到的。应变仪是
中
89~426mmL220~91mm
在试验模型收缔区两个形状的内外表面。图
2
79~~40
足163~286
3和图4分别说明非2和排5模型的应变片位
R212~55m
10mmR38~32
nif
当从应变数据计算内表面处的应力时、考
3~8
忠了压力对应变仪的影响。这导致从测量仪器
记录下来的应变值按下式进行修正
试验摸型的形状
用同一种材料、设计和制造了?一共五个不
0.2P
同良寸的试验模型,以收集实验的数据。每个这星,e为E中的实际应变值。E为从仪器
膜型包括一个大小头,大端和小端的管子,法读得的应变值,P为试验压力、以MPa计。
兰,焖头及一通导线的接管。模型的几何参数
取#5模型为例,应变及相应的战力值示
和材料性能列在表1。5号模型的全貌示在图2在表2中。其它的实验结果说明在图6~图9
中(图略)。
中,并同有限元分析的结果进行比较。
8
普資民htp:/iwwww.cqvip.com
受1试验模型的形状
棋1模型2-3型4模5
位
108/3ga)d219,/c5727B/59973476に5:o上!
设计
设计匠力
件
试验压力
Mpa
5
名义直径
200
大端子外径
厚RRR
Bl
65
6028
24
形洪參故「大小头
!?
n
35
名义直径
mini
小端管子外
6383
厚度
弹性量
MPA
19.6×0
材料性能
泛比
服度
极限强度
法a)108f3一大端管子外径/小端管子外狢,余同
表2#5模型一一实验的应变、应力値
内
外
表
颖序号应变片号
而序号应变片号c
M
127/129113
6/63
8,8Gs
12126
41,5
と1/123
5出,1
5557
36,4
9,5
4
118/1201
占に5
515/17
20
L/1L4
0
3.9
7
g1.0
10911
18
145209
17.735
14.
1-
11314
08/105
,
gx
12.0103.9
100/2811846
11
47,7
528646
05.U
ry,Ee=纵向,闹淘的应变
Up,oe=纵向,周向的应力
資民htp:/www.cqvp.com
吧,?/アy
?曹3
6さ
,
?
g
维資民htp:/Www.cqvip.com
有限元分折
由于示在图1中的大小头在几何形状和厚
度上有不连续性,它是采用有限元?析特别合
适的一种构件'。用了两个有限元程序作立
力分析。弹性分析应用了一个売体程序,而弟塑
性分析应用了一个轴对称的环程序。图5说
明了壳体元件所分的网格
对一个5MPa的试验压力,确定出非1
5谟型的应力分布,并将#2和#5号模型
与实验结果的比较列在图6~图9中
弹性应力的分布
从图6到图9,可以着到在大小头的内
側,周向应力最大是出现在漏斗区,而纵向应
力的最大则出现在过渡段,外表面的纵向和周
向应力的分布基本上是相同的:拉伸应力
最大出现在请斗区而压缩成力出现在过渡
图5亮你元件的网格
0
anon
大
边
过渡
拱顶部
/意
Fin. H Qmd sume ats dsiribudon of moda no, i
图62号模型外表面的亚力分布
O验的纵向?
X实验的周守力
?有限元的纵向应力
有Fに的配速力