多层包扎容器焊缝疲劳分析及结构改进

摘要

多层包扎式高压容器的研究，以往主要集中于探索其作为静态设备时能否满足强度及使用需求。随着生产需求的不断发展，该类容器逐渐应用于高压疲劳工况，其在疲劳工况下的设计也日益凸显重要性。本文考虑了层板间非焊接区域的摩擦接触，采用有限元分析方法，并依据各项权威标准，对容器在疲劳载荷下的应力情况展开深入研究，同时基于结构应力法和断裂力学方法对设备进行了疲劳评估，结果表明，端部焊接区域存在应力集中现象，这显著降低了设备的疲劳寿命，最小疲劳循环次数为39 648。本文还采用了一种新型的端部锻件结构，该结构能够减少端部焊接密集区在内压作用下的应力水平，从而增加了设备的疲劳寿命，最小疲劳循环次数为4.10×10～5。

关键词

多层包扎容器 / 疲劳评定 / EN13445 / 疲劳裂纹扩展 / 热点应力