壓力容器筒體斜接管循環(huán)塑性分析.pdf

1、在化學(xué)工業(yè)和核工業(yè)中，大量存在著管子與壓力容器筒體與封頭、管子與管子之間的斜接結(jié)構(gòu)。在生產(chǎn)運行過程中，除承受內(nèi)部流體壓力載荷外，由于地震、流體壓力的波動、流體溫度的變化、安全閥的啟閉等原因，斜接管結(jié)構(gòu)還經(jīng)常承受循環(huán)載荷的作用，發(fā)生塑性應(yīng)變的積累即棘輪效應(yīng)，這是工程設(shè)計中需要考慮的一個重要問題。無限制的棘輪應(yīng)變將導(dǎo)致設(shè)備的塑性垮塌或是破裂。
　　 利用自行設(shè)計的圓筒斜接管面內(nèi)彎曲加載裝置，采用電阻應(yīng)變法，在多軸疲勞試驗機上對循環(huán)彎

2、曲載荷作用下的20 [＃]鋼內(nèi)壓圓筒斜接管結(jié)構(gòu)進(jìn)行了棘輪效應(yīng)試驗，發(fā)現(xiàn)斜接管結(jié)構(gòu)的銳角區(qū)存在棘輪應(yīng)變，且主要發(fā)生在第一主應(yīng)變方向即指向焊縫的方向。根據(jù)棘輪應(yīng)變速率隨著載荷的增大而增大的性質(zhì)，采用階梯加載的方法近似地獲得了各考察點的棘輪邊界。選取五種典型的循環(huán)塑性模型，借助ANSYS軟件的二次開發(fā)對面內(nèi)循環(huán)彎矩作用下內(nèi)壓斜接管結(jié)構(gòu)的棘輪效應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬。發(fā)現(xiàn)Ohno-Wang 模型及基于Ohno-Wang 模型的改進(jìn)模型對棘輪應(yīng)變的預(yù)測較

3、為準(zhǔn)確。利用MJS(Modifed Jiang-Sehitoglu)模型對斜接管結(jié)構(gòu)的棘輪效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的有限元分析。發(fā)現(xiàn)棘輪應(yīng)變主要集中在結(jié)構(gòu)的銳角側(cè)積累，并且沿接管和筒體的軸向迅速減小。最大棘輪應(yīng)變點的棘輪應(yīng)變沿多個方向發(fā)生，第一主應(yīng)變方向位于結(jié)構(gòu)縱向?qū)ΨQ面內(nèi)。為了全面的反應(yīng)結(jié)構(gòu)棘輪應(yīng)變，可用等效塑性應(yīng)變進(jìn)行描述。
　　 采用MJS 模型按等效塑性應(yīng)變增量控制法得到了與試驗結(jié)果基本吻合的各考察點的棘輪邊界，并根據(jù)最大棘輪應(yīng)變