北京化工大学：《过程设备设计》课程教学资源（课件讲稿）第四章 压力容器设计 Design of Pressure Vessels 4.3 常规设计 4.3.5 开孔和开孔补强设计

43.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 补强结构 开孔补强设计准则 主要内容 允许不另行补强的最大开孔直径 等面积补强计算 接管方位 3

过程设备设计 主要内容 补强结构 开孔补强设计准则 允许不另行补强的最大开孔直径 4.3.5 开孔和开孔补强设计 3 等面积补强计算 接管方位

4.3.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 削弱器壁的强度 开孔带来的问题 产生高的局部应力

过程设备设计 开孔带来的问题 削弱器壁的强度 产生高的局部应力 4.3.5 开孔和开孔补强设计 4 产生高的局部应力

43.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 NODAL SOLUTION ANSYS STEP=1 AY132004 SUB =1 12:19:06 TIME=1 SEQV DDX=.154386 SW=98.641 sDX=271.342 98.641 137.019 175.397 213.775 252.153 117.83 156.208 194.586 232.964 271.342 平板在两向拉力作用下，开大孔时孔边受力情况 5

4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 平板在两向拉力作用下，开大孔时孔边受力情况 ，开大孔时孔边受力情况 5

4.3.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 NODAL SOLUTION ANSYS STEP-1 HA7132004 SUB =1 12:25:00 TIME-1 SEQV (A7G) DDX=,101B-03 S四=99.953 8X=179.331 平板， 开小孔 X 99.953 117.593 135.232 152.872 170.511 108.773 126.412 144.052 161.692 179.331 平板在两向拉力作用下，开小孔时孔边受力情祝

4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 平板在两向拉力作用下，开小孔时孔边受力情况 ，开小孔时孔边受力情况 6 平板 开小孔

4.3.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 NODAL SOLUTION ANSYS STEP-1 HAY132004 SUB =1 12:22:08 TINE=1 g艺0V (AVG) DD=.101z-03 g=99.953 s=179.331 7

4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 7

4.3.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 补强结构 补强圈补强 局部补强 厚壁接管补强 补强结构 整锻件补强 整体补强 8

过程设备设计 一、补强结构 补强结构 局部补强 补强圈补强 厚壁接管补强 整锻件补强 4.3.5 开孔和开孔补强设计 8 整体补强

43.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 (1)补强圈补强 结构 补强圈贴焊在壳体与接管连接处，见(a)图 优点 结构简单，制造方便，使用经验丰富 缺点 1)与壳体金属之间不能完全 贴合，传热效果差，在中温以 上使用时，存在较大热膨胀差， 在补强局部区域产生较大的热 应力； 2)与壳体采用搭接连接，难 以与壳体形成整体，抗疲劳性 能差。 图4-40(a)补强圈补强

（1）补强圈补强 结构 补强圈贴焊在壳体与接管连接处，见（a）图 优点 结构简单，制造方便，使用经验丰富 ，使用经验丰富 缺点 1）与壳体金属之间不能完全 ）与壳体金属之间不能完全 贴合，传热效果差，在中温以 4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 图 9 4-40 （a）补强圈补强 贴合，传热效果差，在中温以 上使用时，存在较大热膨胀差 ，存在较大热膨胀差， 在补强局部区域产生较大的热 应力； 2）与壳体采用搭接连接 ）与壳体采用搭接连接，难 以与壳体形成整体，抗疲劳性 能差

4.3.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 补强圈补强 10

4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 补强圈补强 10

4.3.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 补强圈补强 11

4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 11 补强圈补强

4.3.5开孔和开孔补强设计 过程设备设计 补强圈补强 12

4.3.5 开孔和开孔补强设计 过程设备设计 补强圈补强 12