在催化劑制備罐的設(shè)計(jì)過程中，所用橢圓封頭的開孔接管結(jié)構(gòu)會對其的結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生不同程度的影響。遇到較大的管道外載荷，經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)在管道外載荷和內(nèi)壓共同作用下，橢圓封頭開孔接管結(jié)構(gòu)不連續(xù)引起的彎曲應(yīng)力具有一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的性質(zhì)。
在對其應(yīng)力大小進(jìn)行分析的過程中，我們目前可采用有限元分析方法，對橢圓封頭開孔接管結(jié)構(gòu)局部的實(shí)際力學(xué)行為進(jìn)行分析研究，以彈性應(yīng)力分析和塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則為基礎(chǔ)，對局部應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行了安全評定。根據(jù)三維橢圓封頭軸向開孔接管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和載荷特性，計(jì)算采用三維力學(xué)模型。網(wǎng)格劃分采用20節(jié)點(diǎn)六面體單元，并對接管與封頭過渡區(qū)域網(wǎng)格加密，共109196個節(jié)點(diǎn)，24865個單元。
利用這種分析方法能夠?qū)ζ湓?/span>外載荷和內(nèi)壓共同作用以及內(nèi)壓作用下進(jìn)行了分別計(jì)算，從而計(jì)算出橢圓封頭開孔接管局部不連續(xù)處的應(yīng)力分布狀態(tài)。在應(yīng)力處沿封頭壁厚方向選取路徑進(jìn)行線性化處理，并將兩種工況作用下的應(yīng)力分類結(jié)果進(jìn)行比較。
經(jīng)過對比可知，在管道外載荷和內(nèi)壓共同作用下，橢圓封頭開孔接管結(jié)構(gòu)局部不連續(xù)引起的彎曲應(yīng)力具有一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的性質(zhì)，并且隨著管道外載荷的增大，一次應(yīng)力成分占的比例越大。
經(jīng)過以上對橢圓封頭局部應(yīng)力的分析可以看出，該方法能夠有效的對結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)進(jìn)行分析，避免了應(yīng)力分類的盲目性。以塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則為基礎(chǔ)的分析設(shè)計(jì)，是與工程力學(xué)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，它不僅解決了壓力容器常規(guī)設(shè)計(jì)中無法解決的問題，也是容器設(shè)計(jì)觀念與方法上的一個飛躍。