尿素塔是一种典型的耐高压、高温和强烈腐蚀的(2)
2013-08-20 01:08
导读：3.2 最大开裂模型分析 内压 19.6MPa 只是在开裂瞬间的作用值，只要中间段未完全脱离，就会有一定的轴心作用，使得板材沿轴心形成一定弯矩进而发生变形
3.2 最大开裂模型分析
内压 19.6MPa 只是在开裂瞬间的作用值，只要中间段未完全脱离，就会有一定的轴心作用，使得板材沿轴心形成一定弯矩进而发生变形。随着开裂尺寸增大，压力会逐渐增大，且限制筒体撕裂的扭矩载荷会由于接触面积的减小会逐渐减小，尤其当中间段完全张开后，几乎不受轴向力和扭矩限制，此时达到形变量的最大值。利用40MPa 内压取代原始内压，结构模型及网格划分如图6 所示。圆弧段为1/4 筒体圆，直边段长度为1/4 筒体圆的周长。
上一分析中能看出，由于存在A 面的力的限制作用，会使B 面变形发生非线性改变，中间位移偏移量较大。在此分析步骤中忽略变形差异，假定曲面B 发生均匀形变，节点偏移量按线性变化。
模型建立结束，实施加载设置。限制C 面的全部自由度；圆弧段截面D 根据Mises 受均布拉应力为185MPa，折合扭矩量为5.188×106 kN ?m，方向指向圆心；直边截面A 不受外力作用；曲面B 与筒体内表面受均布内压40MPa 作用。施加载荷分布如图7 所示。
从图中可以看出，起始开裂口附近的节点位移偏移量已达到1617mm，距离转轴中心越近，产生的位移量越小，形成端面节点绕中心轴旋转状态，即塔体断裂时，中间段会形成翻卷形状。当中间段完全脱离后，作用在筒体内部的载荷就会形成物体抛落的一种外部推力将筒体上段抛离现场。
4 结论
本文利用 ANSYS 分析软件对尿素合成塔断裂中段做了形态分析。通过分析结果可以看出，中段从开裂开始，在外力作用下产生变形，使得中间段逐渐脱离塔体结构，最终形成翻卷状态被抛离。在变形过程中，筒节两端型变量相对中间位置比较小。但由于在分析过程中，对模型进行了一定简化处理，所以结果与实际情况相比会存在一定误差。
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