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節。關于容器殼體接管區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。考慮到殼體和接管連接邊緣會產生不連續應力且會出現應力集中及不連續應力的影響范圍，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域進行局部加密。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                  杭州納泰科技咨詢有限公司
                                                                          本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司m.yw15777.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！