X型換熱器端蓋應力及疲勞壽命分析.pdf

1、換熱器是工程生產(chǎn)中廣泛應用的設備，而換熱器端蓋是換熱器的重要組成部分。在工作過程中，換熱器端蓋要承受工作介質(zhì)產(chǎn)生的內(nèi)壓，相關配套部件的壓載作用，導致各部件連接處因膨脹和收縮不協(xié)調(diào)。另外各部件的材料屬性不同，工作過程中要承受較大的溫度梯度，因為會出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象。在上述因素的同時作用下，長時間的疲勞損害會嚴重的影響換熱器的使用安全和壽命。本文以X型換熱器為研究對象，運用ANSYS軟件對換熱器端蓋在熱負荷和機械負荷耦合作用的應力進行分析，根

2、據(jù)ASME VII-2校核其強度是否滿足要求。最后基于疲勞分析理論，利用ANSYS軟件對換熱器端蓋進行疲勞壽命分析。
　　本文的主要研究工作包括：
　　第一，對換熱器端蓋建模，采用ANSYS軟件對有限元模型進行溫度場分析，得到換熱器端蓋模型的溫度場分布規(guī)律。
　　第二，采用間接法對四種不同工況分別進行熱固耦合分析，根據(jù)應力云圖，找出應力強度最大值。選擇最大應力點、危險截面、裂紋易發(fā)生處等沿厚度方向選取路徑，對路徑進行線

3、性化處理，計算相應的應力強度變化曲線圖，并依據(jù)ASME VII-2對其安全性進行評定。
　　第三，將X型換熱器端蓋在熱負荷和機械負荷共同加載情況下得到的耦合應力結(jié)果導入ANSYS軟件中進行疲勞計算，在計算過程中按實際工況下的換熱器的參數(shù)設定和通過查閱資料得到的換熱器端蓋材料的S-N曲線對其進行設置，得到X型換熱器在四種不同工況下的疲勞分析結(jié)果，并對得到的結(jié)果進行分析評定。
　　對X型換熱器端蓋在四種不同工況下的應力分析結(jié)果分