基于ANSYS换热器法兰有限元分析及应力评定

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ＡＮＳＹＳ，ａｎｄｉｔｓｓｔｒｅｓｓｗａｓａｓｓｅｓｓｅｄａｎｄｓｔｒｅｓｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙｗａｓｃｈｅｃｋｅｄ，ｉｔｓｄａｎｇｅｒｏｕｓｓｅｃｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄａｓｓｅｓｓｅｄ．
限制” 。近年来，有限元技术的发展迅速，特别是一些商用软件水平的不断提高，使得工程设计更加科学
参数弹性模量？ＭＰａ泊松比线膨胀系数／（ｍ・ｍ一・Ｋ－）
数值
３州酬，
合理成为可能。ＡＮＳＹＳ软件是目前国际流行的融结构、流体、传热、电磁、声等于一体的大型通用有
第４３卷第２期２０１４年２月
当
代
化
工
ＣｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Fra Baidu bibliotek
Ｖｏ１．４３，Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１４
基于ＡＮＳＹＳ换热器法兰有限元分析及应力评定
２．ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｕｂｅｉＷｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｌｆａｎｇｅｓｔｒｕｃｕｒｔｅｉｎｔｈｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｕｎｒｎｉｎｇ，ｔｈｅｓｔｒｅｓｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｓｈｅｌｌｌｆａｎｇｅｕｎｄｅｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｌｏａｄｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ
点的温度差引起的应力，同时还受到换热器规模的
表１材料主要物理特性参数
Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅＭａｉｎＰｈｙｓｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＭａｔｅｒｉａｌ
固定管板式换热器是应用非常广泛的管壳式换
ｍｍ，壳体须保留一定的外伸长度，对于该模型，取
００ｍｍ。依据圣热器，法兰是其最主要的承压元件之一。常规的计壳体相对于壳体后法兰的外伸长度５算方法是根据弹性薄壳理论，采用比较简单的公式、维南原理，可以忽略局部连接和边界壳体应力的影。曲线及图表进行设计计算。没有考虑壳体法兰上各响对壳体法兰轴向刚度的影响
机械载荷和温度载荷共同作用下的应力强度进行了分析，并对其危险截面做了应力评定和强度校核。对壳体法兰不同危险部位进行分析与评定并且合格，这样才能保证其安全可靠地运行。关键词：机械载荷；温度载荷；热应力；应力强度；应力评定文献标识码：Ａ文章编号：１６７１ — ０４６０（２０１４）０２ — ０２８１ — ０３中图分类号：ＴＱ０５０
ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＳｔｒｅｓｓＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＨｅａｔＥｘｃｈａｎｇｅｒＦｌａｎｇｅＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ
ＧＡＩＣａｏ．ｈｕｉ，ＸＩＡ０Ｊｉａｎ，ＸＩＥＸｉａｏ — ｈｅｎｇ２，ＬＩＵＨｕｉ
盖超会，肖健，谢小恒２，刘慧
（１．武汉软件Ｔ程职业学院，湖北武汉４３００７４；２．武汉工程大学，湖北武汉４３００７４）
摘
要：为了换热器在运行过程中，法兰结构安全。利用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件，对换热器壳体法兰在
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆｌａｎｇｅ；Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｌｏａｄ；Ｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓ；Ｓｔｒｅｓｓｉｎｔｅｎｓｉｔｙ；Ｓｓｔｒｅｓｓａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ
（１．ＷｕｈａｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｏｆｔｗａｒｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｈｅｉＷｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ：