多鞍座容器均布載荷下強度分析研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)整體化和自動化的程度越來越高，用于各行各業(yè)的大型容器也越來越多，鞍式支座作為一種石油化工容器的首選支撐方式已常應用于石油化工行業(yè)，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和石油化工行業(yè)的進步，石油化工容器有著大型化、智能化的發(fā)展趨勢，容器在不斷加長加重的同時用于容器支撐的鞍式支座的數(shù)量也在進行相應的變化，以確保這種大型石油化工容器的應力分布均勻，而在容器的長期使用過程中，各個鞍式支座基礎難免發(fā)生不均勻的沉降，這往往使得各鞍式支座的應力分布再次出現(xiàn)分配不均

2、，影響設備壽命和使用情況。故本文主要研究多鞍座分布及沉降對大型臥式容器應力分布的影響。
　　本文首先對有限元方法和Zick法的理論、求解過程進行了詳細介紹，應用三彎矩方程對某款多鞍座臥式容器設備均布載荷下各鞍座的支反力和彎矩進行計算，繼而利用有限元軟件Ansys Workbench對大型多鞍座臥式容器均布載荷下，在常壓和滿水兩種工況下進行受力分析，以得到在不同工況下各鞍座支座的支反力和彎矩，并將結果與同等工況下的三彎矩方程計算結果

3、相對比，發(fā)現(xiàn)利用三彎矩方程進行多鞍座臥式容器設計的結果，較有限元法計算結果保守。
　　其次，運用Solidworks與Ansys Workbench對大型多鞍座臥式容器進行參數(shù)化優(yōu)化設計。選取大型多鞍座臥式容器的最大位移、最大應力、大型臥式容器的筒體上最大薄膜應力、最大彎曲應力、最大薄膜加彎曲應力、容器總質(zhì)量為目標變量，選取各鞍座之間的距離及大型多鞍座臥式容器的壁厚為設計變量進行優(yōu)化。保證設備在強度滿足要求的同時質(zhì)量下降4.72％

4、。
　　最后，對大型多鞍座臥式容器在使用一段時間后，鞍座基礎發(fā)生單個鞍座不均勻沉降現(xiàn)象進行了分析，即假設一個鞍座發(fā)生沉降，且其沉降量是工程設計中允許的，與此同時，其他的鞍座并沒有發(fā)生沉降，分別利用有限元法和“有沉降的三彎矩方程”法對該情況進行分析。得出各鞍座的支反力和彎矩變化趨勢，并且將變化結果與未發(fā)生沉降的情況進行對比。
　　本文針對多鞍座分布及沉降對均布載荷下的大型臥式容器應力分布影響進行研究，通過計算分析比較，發(fā)現(xiàn)Zi