您好,歡迎訪問湖北宜化集團化工機械設備制造安裝有限公司!
化工機械
聯系我們
宜化化機
郵箱:yhhjjyb@163.com
電話:186-717-30943
地址:湖北省宜昌市猇亭大道399號
當前位置: 首頁 > 解決方案 > 化工機械

化工機械

疲勞分析注意的問題
發布時間:2022-01-24 09:25:07瀏覽次數:

1.疲勞分析免除


當遇到一臺設備存在壓力、溫度或者二者都存在循環時,首先是要分析循環工況,根據JB4732標準3.10疲勞分析的免除條款判斷是否可以免除疲勞分析。


1)若循環條件滿足疲勞分析免除,則可以按照常規設計進行設計,但疲勞設備需要的相應要求還是需要加上,確保設備的安全性;


2)若疲勞分析不能免除,只存在壓力循環情況下,可以提高設計壓力或者MAWP,將壓力波動范圍控制在設計壓力或MAWP的20%以下,這樣壓力的波動循環就可以不計入循環次數。


當然提高設計壓力或者MAWP可能會增加設備壁厚,增加材料及其后續方面的費用,需要綜合考慮;


3)若疲勞分析不能免除,只存在溫度循環情況下,可以通過增加設備外壁保溫,降低設備升溫速率,使金屬溫度差波動≤25℃,則溫度波動產生的循環就可以不計入循環次數。



2.疲勞分析曲線的選擇


1)JB4732中圖C1是溫度不超過375℃的碳鋼、低合金鋼的設計疲勞曲線,抗拉強度介于552MPa~896MPa的材料用內插法。


曲線給出的高循環次數是100萬次,當次數超過100萬次時,可以參照ASME VIII-2中的疲勞曲線;


2)JB4732中圖C2是溫度不超過425℃和Sa>194MPa的奧氏體不銹鋼設計疲勞曲線,曲線的高循環次數是100萬次;


當溫度不超過420℃和Sa≤194MPa的奧氏體不銹鋼可以選擇C3疲勞曲線,根據應力線性化值選擇相應的曲線A、B或C,曲線的高循環次數是1000萬次;


3)JB4732中圖C4是溫度不超過370℃時高強度鋼螺柱的設計疲勞曲線,根據大名義應力大小,選擇相應的曲線或者插值。需要注意的是在螺紋構件的疲勞計算中所采用的疲勞強度減弱系數不得小于4.0.



3.網格對疲勞結果影響


1)在進行網格劃分時,優先選用20節點高階實體單元Solid186,計算出來的總應力比8節點實體單元Solid185大一些,計算的結果更安全;


2)在進行疲勞分析時,一定要不斷加密關鍵處(比如決定結構總應力值,或者不連續處)附近的網格,直至計算結果基本保持不變,這樣計算出來的應力幅值才是可信的;


3)網格的質量對計算結果影響也比較大,優先采用六面體網格,理想單元的邊長比為1,可接受單元的邊長比的范圍線性單元長寬比小于3。


下圖的網格看上去比較規則,但網格的長寬比已經嚴重失調,網格的質量較差,計算出來的總應力值為175.14MPa;


圖片


相同的模型,下圖網格劃分的更加規則,計算出來的總應力為227.5MPa。由此可以看出網格劃分質量和疏密對計算結果影響非常大。


圖片



4.焊縫處的疲勞


在JB4732中規定用于角焊縫疲勞強度減弱系數取4.0。


該條規定比較籠統,如果接管不采用馬鞍形鍛件,采用角接形式,按照此條規定是需要考慮4.0的疲勞強度減弱系數,那會導致設備殼體壁厚會顯著的增加。


通常在分析此類角焊縫時,如果焊縫進行了100%無損檢測,表面進行機械加工打磨圓角,且焊縫表面進行了100%MT和100%PT檢測,則取焊縫的疲勞強度減弱系數為1.0。


在ASME VIII-2中對焊縫處的疲勞強度減弱系數也進行了規定,若焊縫進行了全體積檢測,表面進行機械加工打磨圓角,且焊縫表面進行了100%MT和100%PT檢測,則質量等級為1,焊縫疲勞強度減弱系數取1.


圖片

圖片



5.降低總應力方法


1)降低總應力簡單有效的方法就是不斷加厚殼體和接管壁厚,調整內外倒角的大小,進而降低結構的總應力,使疲勞壽命計算通過;


2)若工藝專業允許,可以采用內伸接管可以顯著降低峰值應力,殼體的厚度也可以減小,具有較大的經濟價值;


如下圖給出的結構殼體厚度110mm,內倒角R1=30mm,外倒角R2=80mm,接管壁厚145mm,計算出來的總應力強度為177.61MPa,滿足疲勞強度要求。


圖片


下圖給出了接管內伸結構,殼體厚度為80mm,內倒角R1=25mm,外倒角R2=40mm,接管壁厚為110mm,計算出來的總應力強度為157.005MPa,滿足疲勞強度要求,而且還有一定的優化空間。


圖片


2)綜合考慮經濟性,在不增加殼體壁厚的情況下,可以采用馬鞍形鍛件,局部加厚殼體,降低總的應力,使疲勞壽命計算合格。


圖片


馬鞍形鍛件的應力分布云圖如下,采用馬鞍形鍛件殼體的厚度為90mm即可滿足疲勞壽命要求。


圖片


而采用殼體整體加厚結構,則殼體厚度要146mm厚才能滿足35.2萬次的疲勞壽命要求。



6.疲勞累積損傷


當結構存在兩個或者更多的顯著應力循環時,應按照JB4732規定的計算方法計算疲勞累積損傷效應。


在使用線性累積準則時,要注意容器在整個運作期間,當各種不同應力幅值和次數的應力循環混合作用時,正確區分每一個循環的重復次數和應力幅值是十分重要的,因為應力幅值的增加會使疲勞壽命明顯下降。


所以,對兩個重疊的應力幅值,不能用各自的幅值算出的用度系數相加,應當先把幅值疊加好再算用度系數,這樣才會得出正確的結果。


99九九免费热在线精品,中国大学生男同志GAy视频,97色伦在色在线播放不卡顿,精品高清一区二区视频线欧美,s一本到2019线观看,丁香五月亚洲综合深深爱,亚洲日本va午夜中文字幕动漫