Aiming at the problem that the internal defects of the pressure vessel are not easy to detect, the out-of-plane displacement method is used to study it. The out-of-plane displacement field of circular flat plate heads with defects is obtained by the method of elastic theory analysis and compared with the finite element method to verify the accuracy of the finite element method. Based on the finite element method, the effects of vessel material, pressure load, defect shape, and defect size on the first-order out-of-plane displacement derivative are studied. The results show that the material of the container has little effect on the out-of-plane displacement. The first derivative of out-of-plane displacement increases linearly with the increase of pressure, and this relationship will not change with the increase of pressure. With the increase of defect aspect ratio, the maximum value of the first derivative of out-of-plane displacement increases gradually. When δ ˃ 9, the defect is detectable. The research results lay a theoretical foundation for the internal defect detection of pressure vessels based on digital speckle shearing interferometry.
高周疲劳工况下,以内壁带全焊透支撑环的椭封为模型,采用ANSYS结构优化模块,分析了支撑环5个几何参数:角度A、厚度T、内侧焊角r、外侧焊角R、至设备中心线距离L,对模型疲劳寿命表征参数最大应力值变化幅σmax和刚度表征参数最大形变量Δy的影响.结果表明:σmax对L的变化敏感,σmax在椭封长轴方向存在明显的稳定区、衰减区和发散区;Δy对T、L的变化敏感,T、L增大模型刚度增加.
首先采用CFX软件对原工况三种方案的流体域模型进行计算分析和对比,确定了合理的流体域模型分析方案.然后采用相同的计算方法对变工况设计的两种水力模型进行计算分析和对比,从而确定了设计尺寸,最后经过实测验证设计满足要求.通过CFD分析为多级离心泵变工况设计提供了理论支撑,也为相似设计提供了参考.
在工业领域中,压力容器发挥着关键性作用.随着对其要求的不断提高,压力容器朝着精密化、高压化、工作环境复杂化发展,这对压力容器的安全性评估提出了新的要求,表面裂纹是压力容器常见缺陷中最危险的一种,为保障压力容器在使用期间的安全,对含表面裂纹的压力容器安全性做出更为精确的评估具有重要工程意义.通过对含表面裂纹压力容器断裂韧性值研究,给出了不同特征参数下裂纹尖端三维J-积分值,结合神经网络方法,搭建反向传播神经网络(BPNN)模型学习多个参数与三维J-积分之间的关系,研究不同架构对模型性能的影响.采用遗传算法优化BPNN,形成GABPNN结构,探讨了不同种群规模下遗传算法的效果.训练结果最佳的GABPNN模型在验证集上的准确度达到96％以上,在未知数据上亦取得较为准确的结果.为神经网络方法在压力容器安全评定中的应用,进行了有价值的探索.
对方形车载氧舱的加强筋合理设计问题进行研究,提出了基于极限分析的等强度设计方法,即根据极限载荷分析确定强度薄弱区域并设置加强筋,不断重复直至结构满足强度要求.结果表明,和根据工程经验设计的原氧舱加强筋相比,按此方法设置的加强筋重量减少27.64％时,车载氧舱极限载荷值大于工作压力对应的许用极限载荷值,满足了氧舱结构承载要求.研究也表明:在薄壁结构上依据等强度原则逐渐设置和优化加强筋的方法既可以满足强度要求,又能较大程度地减轻加强筋重量,在工程上是可行且合理的.
