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為了滿足操作工藝的要求，容器殼體上不可避免要開孔并且連接接管。開孔一接管結構的存在，必然會破壞原有的應力分布，產生不連續(xù)應力，引起應力集中，削弱容器殼體的強度，使容器殼體接管部位成為容器強度的薄弱環(huán)節(jié)。關于容器殼體接管區(qū)的應力計算和強度分析，國內外學者已作了大量的工作，也取得了不少成果，而且許多研究成果已成功應用于容器的設計規(guī)范中，例如，應力指數法已列入我國壓力容器設計標準JB4732-1995《鋼制壓力容器—分析設計標準》。
但是，由于結構的復雜性，容器殼體接管區(qū)應力的研究大多集中在徑向或中心接管結構上，而對于容器殼體上切向接管結構應力的研究較少。另外，由于這些特殊方位的接管結構破壞了整體結構的對稱性，故使殼體接管區(qū)應力的求解變得困難，解析解很難尋求，即使在現有的研究工作中，殼體接管區(qū)應力的獲得也多采用實驗法或數值計算法。因此，尋求殼體上特殊方位接管區(qū)應力的計算方法、研究其應力的分布特點并分析其強度不僅十分必要而且非常重要。基于上述原因，研究以某工程設計中特定的殼體上切向接管結構為例，采用有限元分析方法尋求殼體上切向接管結構應力的數值解，并按分析設計原理對接管部位的應力進行分類和強度評定，探討同類結構應力計算和強度分析的方法，獲取該結構工程設計所需計算數據。
某容器殼體切向接管結構由DN2000X8mm的圓柱殼與X325mmX8mm的接管垂直相切對接形成。殼體和切向接管材料均為Q235B，材料的彈性模量E=2X105MPa，抗拉強度Rr=460MPa，屈服強度ReL=260MPa，泊松比F=0.3，密度P=7850kg/m3，該結構承受的內壓力為0.18MPa。
該容器殼體切向接管結構較復雜，故采用數值計算—有限單元法求解�？紤]到殼體和接管連接邊緣會產生不連續(xù)應力且會出現應力集中及不連續(xù)應力的影響范圍，取部分接管和部分殼體為研究對象，建立有限元計算模型，接管和殼體的長度不小于20mm，R為筒體半徑，t為筒體厚度。在研究中，接管長度取400mm，接管兩側殼體長度各取500mm。通過不同單元劃分模式和單元大小的試算比較，為提高數值計算的精度，有限元計算選擇實體六面體單元SOLID186和四面體單元SOLID187，采用自適應劃分自動生成單元，沿壁厚劃分2層，并在接管附近應力集中區(qū)域進行局部加密。
專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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