Analyse des contraintes des éléments finis de la structure de buse à double ouverture de la tête plate
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Jun 16, 2025
La structure de buse à double ouverture sur une tête plate se trouve couramment dans des équipements tels que les échangeurs de chaleur à plaques et à coquilles dans des industries telles que le pétrole, les produits chimiques et l'énergie.
La région de la buse sur la tête plate connaît des discontinuités structurelles, ce qui conduit à des schémas de distribution de contraintes complexes et à des concentrations de contraintes locales. De plus, les forces extérieures agissant sur la tête plate, telles que les moments de flexion, les forces axiales et les couples des tuyaux fixés, compliquent encore la répartition des contraintes dans la zone de connexion de la buse. Cela nécessite une étude approfondie du comportement de distribution des contraintes dans la région de la buse de la tête plate.
Résumé des résultats :
Effet de la tension axiale sur la distribution des contraintes :À mesure que la tension axiale dans la buse augmente, la tension maximale, la tension membranaire et les tensions primaires et secondaires combinées dans la zone de connexion de la buse à double ouverture sur la tête plate présentent toutes une tendance croissante. Inversement, lorsque la poussée axiale augmente, ces contraintes (contraintes maximales, contraintes membranaires et contraintes primaires + secondaires) dans la zone de connexion de buse diminuent.
Impact de la charge axiale et de la pression interne sur la contrainte:La charge axiale appliquée à la buse, en conjonction avec la pression interne, a un effet partiel sur la distribution des contraintes élastiques dans la zone de connexion de la buse à double ouverture. Augmentation de la buse' s charge de poussée axiale peut réduire considérablement la concentration de contrainte élastique causée par la discontinuité structurelle dans la buse' région de connexion. Bien que la pression interne ait un impact global sur la contrainte élastique globale, elle a un effet plus prononcé sur l'interface entre la buse et la tête plate.
Effets sur la capacité de charge ultime :La pression interne et la charge axiale appliquées à la buse jouent un rôle crucial dans la détermination de la capacité de charge ultime de la tête plate; s structure de buse à double ouverture. La poussée axiale appliquée à la buse améliore la capacité de pression ultime de la région de la buse. À mesure que la poussée axiale augmente, la pression interne ultime que la zone de joint peut supporter augmente également. Toutefois, une augmentation de la tension axiale sur la buse réduit la capacité de pression ultime, provoquant une diminution continue de la pression interne maximale que peut supporter la zone de connexion.
Utilisation de la méthode des éléments finis élastiques linéaires:La méthode d'analyse d'éléments finis élastiques linéaires peut être utilisée pour construire une courbe de relation qui corréle la charge finale avec la distribution de contrainte dans la zone de connexion de buse à double ouverture. Cette courbe peut fournir des orientations pour la conception et assurer le fonctionnement sûr des récipients à pression avec des buses à double ouverture à tête plate.
Cette analyse met en évidence l'importance de comprendre comment différentes conditions de charge influent sur la contrainte et la capacité ultime à supporter la pression des structures de buses à tête plate, offrant un aperçu des optimisations de conception et de la sécurité opérationnelle.
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