產(chǎn)品 | 加氫反應(yīng)器蠕變疲勞分析計(jì)算系統(tǒng)

2018-03-09 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

1概述

加氫反應(yīng)器是煉油行業(yè)中加氫裝置的關(guān)鍵設(shè)備,操作條件十分苛刻。加氫反應(yīng)器的高溫部件長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí),除了要承受蠕變引起的破壞之外,還要承受由于工況變化所引起的疲勞破壞,其壽命損耗是在蠕變-疲勞交互作用下的損傷累積過(guò)程。因此,在高溫強(qiáng)度研究中,了解蠕變-疲勞交互作用對(duì)高溫構(gòu)件損傷的影響并評(píng)估這種耦合效應(yīng)引起的破壞,對(duì)于壓力容器的高溫強(qiáng)度設(shè)計(jì)和安全評(píng)估來(lái)說(shuō)有著重要的意義。

目前針對(duì)蠕變-疲勞耦合壽命的預(yù)測(cè)方法較多,其中Omega方法在評(píng)定蠕變壽命評(píng)估方面更具優(yōu)越性。因此,本系統(tǒng)以ASME規(guī)范code case 2605-1為基礎(chǔ),在ANSYS環(huán)境中開(kāi)發(fā)Omega材料蠕變模型,并針對(duì)加氫反應(yīng)器的關(guān)鍵部位,進(jìn)行模型的全參數(shù)化建模,然后按照規(guī)范的要求及步驟開(kāi)展蠕變疲勞分析,最終形成加氫反應(yīng)器蠕變疲勞分析計(jì)算系統(tǒng)。

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2加氫反應(yīng)器蠕變疲勞分析系統(tǒng)

加氫反應(yīng)器蠕變疲勞分析系統(tǒng)是在全面理解ASME規(guī)范CASE 2605-1及利用ANSYS進(jìn)行有限元仿真流程的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)ANSYS軟件的定制開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的,具體內(nèi)容如下:

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圖2-1 功能框架

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圖2-2 系統(tǒng)界面

1)蠕變疲勞算法開(kāi)發(fā):在ANSYS環(huán)境開(kāi)發(fā)Omega蠕變模型;

2)參數(shù)化模型建立:對(duì)加氫反應(yīng)器中的關(guān)鍵位置進(jìn)行全參數(shù)化模型建立,包括:①頂封頭及開(kāi)口;②側(cè)壁冷氫口;③裙座、底封頭及開(kāi)口;④側(cè)壁45度斜開(kāi)口;

3)材料庫(kù)及材料屬性定義:根據(jù)計(jì)算對(duì)象的部位,從材料庫(kù)中選擇不同的材料模型,完成材料屬性的定義;

4)網(wǎng)格尺寸及網(wǎng)格劃分:設(shè)定計(jì)算對(duì)象的網(wǎng)格控制參數(shù),并根據(jù)所計(jì)算的內(nèi)容自動(dòng)選擇相應(yīng)的單元類型,完成模型的網(wǎng)格劃分;所有模型均可實(shí)現(xiàn)全六面體網(wǎng)格;

5)Option1的計(jì)算及評(píng)估:根據(jù)規(guī)范對(duì)Option1 的定義,設(shè)定熱分析及應(yīng)力分析的載荷邊界條件,進(jìn)行溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算,并基于提取的結(jié)果進(jìn)行Option1 的安定性評(píng)估;

6)Option2的計(jì)算及評(píng)估:如果需要進(jìn)行Option2 的計(jì)算與評(píng)估,則設(shè)定熱分析及應(yīng)力分析的載荷邊界條件,進(jìn)行溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算,并基于提取的結(jié)果進(jìn)行Option2的安定性評(píng)估;

7)蠕變壽命計(jì)算:支持不計(jì)疲勞損傷的蠕變壽命計(jì)算以及考慮疲勞損傷的蠕變壽命計(jì)算,其中后者需要根據(jù)前面是基于Option1還是Option2而選擇不同的計(jì)算公式進(jìn)行蠕變壽命的計(jì)算。

8)計(jì)算報(bào)告:自動(dòng)生成仿真計(jì)算報(bào)告

3加氫反應(yīng)器蠕變疲勞分析系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例
加氫反應(yīng)器蠕變疲勞分析系統(tǒng)中已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用,如下圖所示為各關(guān)鍵部件的網(wǎng)格及計(jì)算結(jié)果展示:
全六面體網(wǎng)格展示