球形封頭與橢球形封頭應(yīng)力測(cè)定及分析論文

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1、球形封頭與橢球形封頭應(yīng)力測(cè)定及分析畢業(yè)論文目錄摘要IABSTRACTII第一章緒論-1-1.1壓力容器的總體結(jié)構(gòu)-1-1.1.1壓力容器基本組成-1-1.1.2壓力容器零部件間的焊接-2-1.2壓力容器分類-3-1.2.1介質(zhì)危害性-3-1.2.2壓力容器分類-4-1.3封頭的結(jié)構(gòu)形式-6-1.4應(yīng)力分析方法-8-1.4.1解析方法-8-1.4.2數(shù)值方法-9-1.4.3實(shí)驗(yàn)應(yīng)力方法-10-第二章壓力容器的應(yīng)力分析-11-2.1無(wú)力矩理論的基本方程-11-2.2無(wú)力矩理論的應(yīng)用-13-2.3回轉(zhuǎn)薄殼的不連續(xù)效

2、應(yīng)-16-第三章用解析法分析封頭應(yīng)力-19-3.1.對(duì)已知的球形封頭進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算及分析-19-3.1.1球形封頭應(yīng)力計(jì)算-19-3.1.2球形封頭的應(yīng)力分析-20-3.2.對(duì)已知的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算及分析-21-3.2.1標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的應(yīng)力計(jì)算-21-3.2.2橢圓形封頭的應(yīng)力分析-22-第四章用實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行應(yīng)力分析-24-4.1電測(cè)法-24-I4.1.1電阻應(yīng)變片-24-4.1.2電阻應(yīng)變儀-32-4.1.3封頭內(nèi)壓應(yīng)力測(cè)定實(shí)驗(yàn)-34-第五章用有限元法進(jìn)行應(yīng)力分析-40-5.1ANSYS理論基礎(chǔ)（有

3、限元法）簡(jiǎn)介-40-5.1.1有限元法的基本思想-40-5.1.2有限元法的特點(diǎn)-41-5.1.3有限單元法解題過(guò)程簡(jiǎn)介-42-5.2ANSYS分析的基本過(guò)程-42-5.2.1前處理-42-5.2.2加載并求解-43-5.2.3后處理-43-5.3封頭與筒體的應(yīng)力分析-44-5.3.1球形封頭與筒體的應(yīng)力分析-44-5.3.2橢圓形封頭與筒體的應(yīng)力分析-54-5.4僅對(duì)封頭進(jìn)行應(yīng)力分析-57-5.4.1球形封頭的應(yīng)力分析-57-5.4.2橢圓形封頭的應(yīng)力分析-59-第六章誤差分析和數(shù)據(jù)處理-62-6.1誤差分

4、析中的基本概念-62-6.1.1測(cè)量誤差的概念-62-6.1.2測(cè)量誤差分類-62-6.2數(shù)據(jù)處理-64-6.2.1球形封頭的數(shù)據(jù)處理-64-6.2.2橢圓形封頭的數(shù)據(jù)處理-67-6.3誤差分析-71-第七章結(jié)論-73-參考文獻(xiàn)-75-致謝-76-附錄A命令流分析過(guò)程-77-1.球形封頭與筒體的命令流分析過(guò)程-77-2.橢圓形封頭與筒體命令流分析過(guò)程-79-3.球形封頭的命令流分析過(guò)程-82-4.橢圓形封頭的命令流分析過(guò)程-84-I四川理工學(xué)院畢業(yè)論文第一章緒論過(guò)程設(shè)備在生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，是化工、

5、煉油、輕工、交通、食品、制藥、冶金、紡織、城建、海洋工程等傳統(tǒng)部門所必需的關(guān)鍵設(shè)備。一些高新技術(shù)領(lǐng)域，如航空航天技術(shù)、先進(jìn)能源技術(shù)、先進(jìn)防御技術(shù)等，也離不開(kāi)過(guò)程設(shè)備。但從結(jié)構(gòu)上講，過(guò)程設(shè)備是由承受一定壓力的外殼（壓力容器）和各種各樣的內(nèi)件組成，而壓力容器是整個(gè)過(guò)程設(shè)備的關(guān)鍵部件，因此人們對(duì)壓力容器研究不斷深入。壓力容器可分解為筒體、封頭、支座、開(kāi)孔接管、密封裝置、安全附件等，而封頭的作用是提供所需的承壓空間，根據(jù)幾何形狀的不同，封頭可以分為球形、橢圓形、蝶形、球冠形、錐殼和平蓋等幾種，其中球形、橢圓形、蝶形和

6、球冠形封頭又統(tǒng)稱為凸形封頭。目前運(yùn)用較為廣泛的凸形封頭是球形封頭和橢圓形封頭，球形封頭因單位容積的表面積小，且在直徑、壁厚和工作壓力相同的條件下應(yīng)力最小，兩向薄膜應(yīng)力相等，而且沿經(jīng)線是均勻分布的。如果和壁厚相等的筒體連接，邊緣附近的最大應(yīng)力與薄膜應(yīng)力并無(wú)明顯不同等優(yōu)點(diǎn)被廣泛用于壓力較高、直徑較大的高壓容器和特殊需要的場(chǎng)合；而橢圓形封頭經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù)，故應(yīng)力分布比較均勻，而橢圓形封頭深度較半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中、低壓容器中應(yīng)用較多的封頭。由于壓力容器在社會(huì)各行各業(yè)的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)确矫?/p>

7、具有不可取代的地位，因此，為保證壓力容器工作時(shí)的安全，對(duì)球形封頭和橢圓形封頭進(jìn)行應(yīng)力分析及測(cè)定課題的研究是十分必要的。目前應(yīng)力分析方法有解析方法、數(shù)值方法、實(shí)驗(yàn)應(yīng)力方法。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的實(shí)驗(yàn)應(yīng)力測(cè)定及分析方法不斷涌現(xiàn)，如電測(cè)法、光彈法、全息光彈法、全息干涉法、云紋法、散斑法等，目前應(yīng)用最廣泛的是電測(cè)法和光彈法。而本次研究將以解析法、電測(cè)法、有限元分析法分別進(jìn)行應(yīng)力分析，這種實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合，用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論分析的正確性，并借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析的方法，當(dāng)前被廣泛使用。本章在介紹壓力容器的總體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，

8、結(jié)合介質(zhì)的危害程度、操作條件及容器在生產(chǎn)中的作用，較為全面地闡述壓力容器分類方法，最后著重介紹凸形封頭常用的幾種形式，以及每種形式的結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn)。1.1壓力容器的總體結(jié)構(gòu)1.1.1壓力容器基本組成-87-四川理工學(xué)院畢業(yè)論文壓力容器通常是由板、殼組合而成的焊接結(jié)構(gòu)。受壓元件中，圓柱形簡(jiǎn)體、球罐（或球形封頭)、橢圓形封頭、碟形封頭、球冠形封頭、錐形封頭和膨脹節(jié)所對(duì)應(yīng)的殼分別是圓柱殼、球殼、橢球殼、球冠