國(guó)標(biāo)封頭作為壓力容器的一個(gè)重要組成部分，它的質(zhì)量直接關(guān)系著整個(gè)壓力容器的結(jié)構(gòu)完整性。本文應(yīng)用ANSYS，AutoCAD，VisualBasic等軟件，對(duì)大型容器封頭在設(shè)計(jì)、優(yōu)化以及檢測(cè)中遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析研究，并提出了相應(yīng)的解決辦法。提出的問(wèn)題主要有：(1)封頭的設(shè)計(jì)中，碟形封頭能否替代標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭一直存在一定的爭(zhēng)議；(2)國(guó)標(biāo)封頭優(yōu)化問(wèn)題；(3)GB150對(duì)封頭的形狀偏差、內(nèi)直徑和深度等尺寸偏差允許值做了相應(yīng)的規(guī)范，在傳統(tǒng)的檢測(cè)方法中是使用內(nèi)測(cè)量板配上卷尺進(jìn)行測(cè)量，工作量大且測(cè)量不夠準(zhǔn)確，大型的封頭測(cè)量板厚重且容易變形。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：1.采用ANSYS軟件對(duì)20余種不同形狀參數(shù)碟形封頭進(jìn)行了有限元分析，以JB4732分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為判據(jù)評(píng)定碟形封頭強(qiáng)度及穩(wěn)定性。結(jié)果表明：當(dāng)旋壓碟形封頭與標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭深度相同時(shí)，只要滿足ASME規(guī)定的與標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的形狀偏差范圍，就可以認(rèn)為其形狀更接近于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，可以不考慮其加工方式，通過(guò)測(cè)量外形判斷其可以安全替代同材料、同壁厚的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。2.應(yīng)用大型通用有限元軟件ANSYS的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，以強(qiáng)度兼顧穩(wěn)定性為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)碟形封頭的球面半徑R，及折邊區(qū)轉(zhuǎn)角半徑：兩個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化結(jié)果得出一種新的碟形封頭，在保證強(qiáng)度的條件下提高了國(guó)標(biāo)碳鋼封頭邊沿的穩(wěn)定性，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有一定的參考價(jià)值。3.激光測(cè)距和光電編碼器的原理介紹引出了極坐標(biāo)下的封頭二維輪廓掃描，通過(guò)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)完成極坐標(biāo)掃描的硬件條件，通過(guò)VB工具開(kāi)發(fā)軟件實(shí)現(xiàn)軟件對(duì)硬件的測(cè)控。軟件測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值進(jìn)行比較，對(duì)軟件進(jìn)行重新標(biāo)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該測(cè)量系統(tǒng)滿足實(shí)際使用的要求。對(duì)系統(tǒng)中可能對(duì)結(jié)果有影響的因素進(jìn)行分析，提出了改進(jìn)意見(jiàn)。
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