基于ANSYS的盲板应力分析计算
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各 条对许用 极 限的规定 ：
一
次薄膜 加 一 次 弯 曲应 力 强 度 Ｓ 的许 用 极
限为 １５ ＇ ．ｓ ； ｏ
一
次 ｊ＿ ｊ－次应 力强度 ． ￣ ｓ 的许用 极 限为 ３ ＇ Ｓ； ｍ
从 Ａ Ｓ Ｓ的后 处 理 中提 取 出各 分 析 路 径 上 ＮＹ
的一 次薄膜 应力 强度 和一 次薄膜 加 一次 弯 曲应 力
第３ ８卷
第 １ 期
化
工
机
械
７ ３
基 于 Ａ Ｓ Ｓ的 盲板 应 力 分 析计 算 Ｎ Ｙ
贾 敏
（ 宁石油化工大学） 辽
摘 要 根 据 盲板 结 构及 栽荷 特 点 ， 立 轴 对 称 边 界 条 件 的 力 学模 型 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ有 限 元 软 件 对 该 结 建 利 ＮＹ
强度 ， 具体 分析 路径 图如 图 １ 所 示 。 １
次总体薄膜应力强度 ｓ 的许用极 限为 ． ； ． ｓ 次局 部薄膜 应力 强度 ｓ 的许 用极 限 为 １５ ．
一
， Ｊ
Ｃ
图 １ 分 析 路 径 图 １
在 Ｊ ４ ３ －５附 录 中查 到 盲 板 材 料 １ Ｍ Ｒ Ｂ ７ ２９ ６ ｎ
化
工
机
械
７ ５
集 中处 ， 最大 值 为 ２ ７ １ Ｐ ； 移 的 极 值 出 现 ７ ．２ Ｍ ａ 位
５ ；
一
在 盲板 轴线处 为 ０ ３ ３ ｍ。 ．８ ｍ
２ 快 开盲 板强度 校核 在 只考虑 压力 载 荷 的情 况 下 ， 上 述 定 义 所 按 求得 的 ５个 基本 的应 力 强度 值 ， 依 次 满 足 下列 应
的设计 应力 强度 Ｊ ｓ 为 １７ ａ ４ ＭＰ 。按 Ｊ ４ ３ ． Ｂ ７ ２９ ５的
构 进 行 应 力 分 析 。在 取 得 线 性化 应 力 分析 结 果 的基 础 上 ， 据 Ｊ ４ ３ —５ 钢 制 压 力 容 器— — 分 析 设 计 依 Ｂ ７ ２９ 《
标 准 》 选取 路 径 对 快 开盲 板 进 行 强度 校 核 ， 果表 明 ， 度 满 足 要 求 。 ， 结 强
２所 示 。
也 可用于石 油 、 化工 、 轻工 、 国防 、 给排水 工 程需频 繁开 关 的管道 或容器 上 ， 替法 兰盖 ， 代 具有 密封性 好 、 作简便 、 操 开关 迅 速 、 全 可 靠 等特 点 。笔 者 安 在卡 带式快 开盲 板 结 构 设计 基 础 上 ， 用 有 限元 利 分析 软件 ¨ 对 盲板 进行 应 力 分 析 ， 析 过 程 中按 分 照 Ｊ ４ ３ —５ 钢制压 力 容 器—— 分 析设 计 标 准 》 Ｂ ７ ２９ 《 对 盲板 进行 强度 校 核 。结 果 表 明 ， 盲板 的设 计 是 合理 的 ， 度满 足要求 。 强
图 ２ 网 格 划 分 图
１ ４ 边 界条 件设定 ．
在盲板 盖中心处施加 轴对称约束 ； 管道 壁横截 面处施加 ｙ方 向的约束 。在平盖 、 筒体 内表面施加
均布 的压 力载荷 Ｐ＝ ＭＰ 。在卡 带与盲板盖 、 ８ ａ 卡带
与简体法 兰相接触部位 ， 定 接触边界条件 。 设
７ ４
化
工
机
械
２ １ 正 ０１
力强度分布图（ ７ 以及位移 图（ ８— ０ 。 图 ） 图 １ ）
一 圆图 ７ － 力 强 度 分 布 ＿ 圈 四 －口 应 圈 图 ３ 变形 图
单位： ｍ ｍ 单位 ：ＭＰ ａ
一 瞬－ 口＿ 一圜囝圈
＿
＿
圆 圆 一 ［］ ＝ 口
由于盲板 盖 、 体 的结 构 特 点 和 载荷 特 性 满 简 足轴 对称 条件 ， 因此 采 用 自底 向上 的 方 法建 立 具 有轴 对称 特点 的力学 模 型 。 １ ３ 网格 划分 ． 采用 Ａ Ｓ Ｓ０ ０有 限元 分析 软 件 提供 的轴 Ｎ Ｙ １． 对称 ８节点 （ Ｌ Ｎ ８ ） 元 进 行 网络 划 分 ， 图 Ｐ Ａ Ｅ２ 单 如
１ 快 开 盲 板 结 构 分 析 １ １ 材 料 常 数 ． 盲 板 材 料 为 １ Ｍｎ 公 称 直 径 为 ３ ０ ６ Ｒ， ５ ｍｍ， 计
算 温度为 １０ ， 算 压 力 为 ８ ａ 计 算 温 度 下 ０℃ 计 ＭＰ ， 的许 用应力 ｓ ＝１７ ａ 弹性模 量 Ｅ ＝ ０ Ｇ ａ ４ ＭＰ ， ‘ ２０ Ｐ 。 １ ２ 力学模 型 （ １ ． 图 ）
∞
一
图 ８ 径 向位 移 分布 图 ４ 径 向应 力分布
单 位 ：ＭＰ ａ
一
－嘟一口一 一 啊 日 嚼
＿匝＿口． －岫 四 圃
Ｚ ｍ Ｏ ６ １ ７ ３ ● ３ ０ ９ 船 Ｏ 船 船 器
６２ ７ ３
６ ｌ １ ３ 日 々
关键 词 快 开 盲板 线 性化 应 力 强度
中 图分 类 号
Ｔ０１ Ｑ ５
文献标识码
Ａ
文章编号
０ ５ — ９ （ ０ １ ０ － ７ －４ ２４６ ４ ２ １ ） １ ０ ３ ０ ０ ０
快 开 盲 板 主 要 用 于 原 油 及 天 然 气 集 输 管 道 上 需 快 速 开关 的 收 、 球 筒 的 端 盖 及 过 滤 器 的 端 盖 ， 发
图 ９ 周 向位 移 分布
图 ５ 轴 向 应 力分 布
单位 ：ＭＰ ａ
图 １ 总 变 形 ０
由图 ３—１ ０可 以看 出 ， 力 的极 值 出 现在 盲 应
图 ６ 周 向应 力分布 板 轴线 上 、 下边 缘 ， 盲板 与简体 连接 处及局 部应力
第 ３ ８卷
第 １期
１ ５ 求 解及 后处 理 ． 建立好力学模 型 ， 施加边界 、 载荷条件后进行求
图 １ 力 学模 型
解， 其变形后的 网格 划分如 图 ３所示 。利 用 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 软件处理得到变形后各 向应 力分布 图（ ４～ ） 应 图 ６，
｛ 贾
敏 ， ， ９ ８ ５月 生 ， 师 。 辽 宁省 抚顺 市 ， １０ １ 女 １７ 年 讲 １３ ０ 。
一
次薄膜 加 一 次 弯 曲应 力 强 度 Ｓ 的许 用 极
限为 １５ ＇ ．ｓ ； ｏ
一
次 ｊ＿ ｊ－次应 力强度 ． ￣ ｓ 的许用 极 限为 ３ ＇ Ｓ； ｍ
从 Ａ Ｓ Ｓ的后 处 理 中提 取 出各 分 析 路 径 上 ＮＹ
的一 次薄膜 应力 强度 和一 次薄膜 加 一次 弯 曲应 力
第３ ８卷
第 １ 期
化
工
机
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７ ３
基 于 Ａ Ｓ Ｓ的 盲板 应 力 分 析计 算 Ｎ Ｙ
贾 敏
（ 宁石油化工大学） 辽
摘 要 根 据 盲板 结 构及 栽荷 特 点 ， 立 轴 对 称 边 界 条 件 的 力 学模 型 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ有 限 元 软 件 对 该 结 建 利 ＮＹ
强度 ， 具体 分析 路径 图如 图 １ 所 示 。 １
次总体薄膜应力强度 ｓ 的许用极 限为 ． ； ． ｓ 次局 部薄膜 应力 强度 ｓ 的许 用极 限 为 １５ ．
一
， Ｊ
Ｃ
图 １ 分 析 路 径 图 １
在 Ｊ ４ ３ －５附 录 中查 到 盲 板 材 料 １ Ｍ Ｒ Ｂ ７ ２９ ６ ｎ
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机
械
７ ５
集 中处 ， 最大 值 为 ２ ７ １ Ｐ ； 移 的 极 值 出 现 ７ ．２ Ｍ ａ 位
５ ；
一
在 盲板 轴线处 为 ０ ３ ３ ｍ。 ．８ ｍ
２ 快 开盲 板强度 校核 在 只考虑 压力 载 荷 的情 况 下 ， 上 述 定 义 所 按 求得 的 ５个 基本 的应 力 强度 值 ， 依 次 满 足 下列 应
的设计 应力 强度 Ｊ ｓ 为 １７ ａ ４ ＭＰ 。按 Ｊ ４ ３ ． Ｂ ７ ２９ ５的
构 进 行 应 力 分 析 。在 取 得 线 性化 应 力 分析 结 果 的基 础 上 ， 据 Ｊ ４ ３ —５ 钢 制 压 力 容 器— — 分 析 设 计 依 Ｂ ７ ２９ 《
标 准 》 选取 路 径 对 快 开盲 板 进 行 强度 校 核 ， 果表 明 ， 度 满 足 要 求 。 ， 结 强
２所 示 。
也 可用于石 油 、 化工 、 轻工 、 国防 、 给排水 工 程需频 繁开 关 的管道 或容器 上 ， 替法 兰盖 ， 代 具有 密封性 好 、 作简便 、 操 开关 迅 速 、 全 可 靠 等特 点 。笔 者 安 在卡 带式快 开盲 板 结 构 设计 基 础 上 ， 用 有 限元 利 分析 软件 ¨ 对 盲板 进行 应 力 分 析 ， 析 过 程 中按 分 照 Ｊ ４ ３ —５ 钢制压 力 容 器—— 分 析设 计 标 准 》 Ｂ ７ ２９ 《 对 盲板 进行 强度 校 核 。结 果 表 明 ， 盲板 的设 计 是 合理 的 ， 度满 足要求 。 强
图 ２ 网 格 划 分 图
１ ４ 边 界条 件设定 ．
在盲板 盖中心处施加 轴对称约束 ； 管道 壁横截 面处施加 ｙ方 向的约束 。在平盖 、 筒体 内表面施加
均布 的压 力载荷 Ｐ＝ ＭＰ 。在卡 带与盲板盖 、 ８ ａ 卡带
与简体法 兰相接触部位 ， 定 接触边界条件 。 设
７ ４
化
工
机
械
２ １ 正 ０１
力强度分布图（ ７ 以及位移 图（ ８— ０ 。 图 ） 图 １ ）
一 圆图 ７ － 力 强 度 分 布 ＿ 圈 四 －口 应 圈 图 ３ 变形 图
单位： ｍ ｍ 单位 ：ＭＰ ａ
一 瞬－ 口＿ 一圜囝圈
＿
＿
圆 圆 一 ［］ ＝ 口
由于盲板 盖 、 体 的结 构 特 点 和 载荷 特 性 满 简 足轴 对称 条件 ， 因此 采 用 自底 向上 的 方 法建 立 具 有轴 对称 特点 的力学 模 型 。 １ ３ 网格 划分 ． 采用 Ａ Ｓ Ｓ０ ０有 限元 分析 软 件 提供 的轴 Ｎ Ｙ １． 对称 ８节点 （ Ｌ Ｎ ８ ） 元 进 行 网络 划 分 ， 图 Ｐ Ａ Ｅ２ 单 如
１ 快 开 盲 板 结 构 分 析 １ １ 材 料 常 数 ． 盲 板 材 料 为 １ Ｍｎ 公 称 直 径 为 ３ ０ ６ Ｒ， ５ ｍｍ， 计
算 温度为 １０ ， 算 压 力 为 ８ ａ 计 算 温 度 下 ０℃ 计 ＭＰ ， 的许 用应力 ｓ ＝１７ ａ 弹性模 量 Ｅ ＝ ０ Ｇ ａ ４ ＭＰ ， ‘ ２０ Ｐ 。 １ ２ 力学模 型 （ １ ． 图 ）
∞
一
图 ８ 径 向位 移 分布 图 ４ 径 向应 力分布
单 位 ：ＭＰ ａ
一
－嘟一口一 一 啊 日 嚼
＿匝＿口． －岫 四 圃
Ｚ ｍ Ｏ ６ １ ７ ３ ● ３ ０ ９ 船 Ｏ 船 船 器
６２ ７ ３
６ ｌ １ ３ 日 々
关键 词 快 开 盲板 线 性化 应 力 强度
中 图分 类 号
Ｔ０１ Ｑ ５
文献标识码
Ａ
文章编号
０ ５ — ９ （ ０ １ ０ － ７ －４ ２４６ ４ ２ １ ） １ ０ ３ ０ ０ ０
快 开 盲 板 主 要 用 于 原 油 及 天 然 气 集 输 管 道 上 需 快 速 开关 的 收 、 球 筒 的 端 盖 及 过 滤 器 的 端 盖 ， 发
图 ９ 周 向位 移 分布
图 ５ 轴 向 应 力分 布
单位 ：ＭＰ ａ
图 １ 总 变 形 ０
由图 ３—１ ０可 以看 出 ， 力 的极 值 出 现在 盲 应
图 ６ 周 向应 力分布 板 轴线 上 、 下边 缘 ， 盲板 与简体 连接 处及局 部应力
第 ３ ８卷
第 １期
１ ５ 求 解及 后处 理 ． 建立好力学模 型 ， 施加边界 、 载荷条件后进行求
图 １ 力 学模 型
解， 其变形后的 网格 划分如 图 ３所示 。利 用 Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 软件处理得到变形后各 向应 力分布 图（ ４～ ） 应 图 ６，
｛ 贾
敏 ， ， ９ ８ ５月 生 ， 师 。 辽 宁省 抚顺 市 ， １０ １ 女 １７ 年 讲 １３ ０ 。