為了獲得反應器整體更真實的強度分析應力,模型將法蘭處所受到的彎矩考慮進去,并將反應器上的測壓及測溫孔也考慮進去,建立三維實體幾何模型如圖所示。在三維模型上施加位移約束、內壓荷載和封頭位置的拉力荷載后,求解可以得到各個應力分量的分布。適當簡化后的有限元計算模型如下圖所示。約束為:在反應器下端錐殼處施加X,Y,Z向位移約束,由于進料口與送料機構相連,考慮到送料機構與地面固定,故在進料口處施加Z向位移約束。根據(jù)計算載荷為:在反應口內表面上施加大小為0.143 Mpa壓力載荷,在封頭上表面施加均勻的表面拉應力荷載,荷載大小為0.2542 MPa,在其測壓及測溫口上也施加拉力載荷,大小為0.184 MPa。計算結果應力云圖如圖所示。
從分析得到的應力云圖可以看出,筒壁的應力都保持在18 Mpa左右,發(fā)生最大應力主要是在螺栓連接處,由于螺栓連接處不是人們主要考慮的地方,所以主要是對筒壁進行研究307-30A 軸對稱單元SHELL61可以給出單元上各個節(jié)點處的薄膜力,彎矩,和相應的應力值。筒體內部受到P=0.143 Mpa的均勻內壓力作用,在筒體下部即小筒下部與下封頭過渡處受到裙座支承約束力作用,在筒體底部及頂部的進出料口受到向外的作用力拉力為449.02 N。采用軸對稱分析建立的軸對稱幾何模型如圖所示。整體結構有限元模型如圖所示,整體結構的殼單元有限元分析模型如圖所示。
從云圖可以看出,最大應力與前面分析相似,也是位于大筒和封頭連接處,在各表面最大環(huán)向應力大小分別為41.808 Mpa,35.832 Mpa和35.361Mpa。從上述的分析計算結果可以看出,筒體中的薄膜應力是主要應力。除在封頭部位的倒圓位置外側有較高的應力外,其余位置應力較低。整個結構的最大應力出現(xiàn)在上封頭與出口過渡位置附近,即倒圓角與封頭相連處。由于反應器屬于軸對稱問題?梢圆捎幂S對稱平面PLANE82單元進行計算。由于在筒體下部的封頭與小筒過渡處受到裙座的支承力作用,以約束筒體Y向位移自由度,在筒體內部受到均勻內壓力的作用,其大小為0.143 Mpa,可以以壓力載荷的方式施加在其內部邊緣線上,面在封頭端部水平線上施加0.2542 Mpa拉應力。約束跟前面殼單元分析類似,采用軸對稱分析方法。
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