张恒星

(上海森松压力容器有限公司，上海 201323)

0 引 言

随着现代工业的迅速发展，化工设备中出现了各种复杂、不规则的结构.由于这些结构的特殊性，其强度核算已经超出了常规设计的适用范围，此时通常采用有限元分析的方法进行强度核算.

在承接一台液化器的强度核算和制造时, 其特殊结构在平常实际工作中很少见,拟与同行共同探讨.该设备为整体夹套结构，内筒体直径3 200 mm，夹套直径3 350 mm.筒体上部接常见的正锥结构，筒体下部接无折边的锥体，锥体底端接两个左右对称的接管.整个下锥体类似于一条裤子的结构，由两个偏心锥体部分重叠而成的结构，具体结构如图1所示.

图1 下锥体3D模型Fig.1 3D model for bottom cone

虽然新版的国家标准GB150.3-2011已经收入了偏心锥体的强度计算方法，但由于此结构是两个局部的偏心锥对称布置，故仍不能按照GB150.3-2011的方法进行校核.拟采用有限元应力分析的方法进行强度核算.利用三维建模软件SOLIDWORK和有限元分析计算软件ANSYS，对液化器下锥体部分进行了局部的应力核算及评定.

1 结构分析

设备的初始设计结构中，内外锥体之间没有连接.经过应力分析后发现左右两个锥体连接处弯曲应力太大(见图2)，应力最大点的一次加二次应力总和为238.8 MPa，超过了标准允许的1.5倍应力强度.设备的结构尺寸如图3所示.

图2 原始结构的应力云图Fig.2 Static analysis result for original structure

针对所出现的问题,修改了原设计方案，在内外锥体之间增加了一块连接板，即图3中的中间隔板.本文后续内容……