疲劳分析报告

1、1 概述*是用来完成*分离的设备，常常需要通过变温或变压来改变吸附剂的吸附容量，从而完成吸附与解吸。*是在交变载荷作用下工作的，除强度分析外，还需进一步进行疲劳分析。图1 *偏离示意图*安装后，*上封头筒体对接焊缝部位最大直线度偏差满足相关要求，要保证*顶部的直线度偏差在一定的范围之内。如图1所示。*有限公司（甲方）的委托，*研究院（乙方，以下简称*）拟对甲方生产的化工设备-*进行疲劳分析，计算*直线度对整体结构的影响，为甲方顺利安全的生产运行提供数据支持。2 材料参数整体结构合金钢Q345：主体材料的参数设置为，弹性模量E=2.045E5MPa，泊松比=0.3，材料密度为=7.85E-9t/

2、mm3 。*中吸附填料的质量为*t，将此质量转化到筒体和下封头的上部，则对应的筒体和下封头的密度为1=*t/mm3。考虑到腐蚀的影响，*壳体的壁厚取*mm，*内径取*mm。疲劳特性参数如表1所示，S-N曲线如图2所示。表1 疲劳曲线数据序号1234567891011循环次数（N）10205010020020001E42E41E52E51E6应力幅（MPa）3999282718961413106944126221413811486.2图2 Q345R的S-N曲线S-N曲线的绘制受到平均应力的影响，可以执行通过平均应力修正理论实现。Q345R是韧性材料，Goodman理论适用于韧性材料的平均应力修

3、正理论。因此，利用Goodman理论来考虑平均应力的影响。如图3所示。图3 平均应力修正理论曲线3 有限元疲劳分析结果*的最高工作压力2.7Mpa，最低工作压力0.05Mpa。*上封头与裙座的直线度偏差在一定范围内变化，根据企业的要求，分别对直线度偏差L为*mm、*mm和*mm进行疲劳分析。使用通用结构分析软件ANSYS Workbench Environment(AWE)13.0中的疲劳分析模块Fatigue Tool，根据*对称性，可仅对结构的二分之一进行疲劳分析。3.1 直线度偏差L=*mm的疲劳分析结果在交变载荷作用下，*整体的等效交变应力，即疲劳应力幅如图4（a）所示。*的最大应力幅

4、为80.23MPa，出现在上封头与接管连接部位的颈部内侧，如图4（b）所示。*下封头的最大应力幅为77.091MPa，出现在下封头管口的内表面，下如图4（c）所示。裙座的最大应力幅为16.456MPa，出现在裙座上部与下封头结合的部位，如图4（d）所示。图（a） *整体的应力云图图（b） *上封头的应力云图图（c）*下封头的应力云图图（d） 裙座的应力云图图4 L=0mm的疲劳分析的应力幅*的整体疲劳寿命（Life）如图5所示。显示的是疲劳作用，直到失效的循环次数。由图5可知，*的整体疲劳寿命，就是S-N曲线的最大循环次数1e6。图5 L=0mm的*疲劳寿命4.2 直线度偏差L=*mm的分析结

5、果在交变载荷作用下，*整体的等效交变应力，即疲劳应力幅如图6（a）所示。*的最大应力幅为80.229MPa，出现在上封头与接管连接部位的颈部内侧，如图6（b）所示。*下封头的最大应力幅为77.398MPa，出现在下封头管口的内表面，下如图6（c）所示。裙座的最大应力幅为16.468MPa，出现在裙座上部与下封头结合的部位，如图6（d）所示。图（a） *整体的应力云图图（b） *上封头的应力云图图（c）*下封头的应力云图图（d） 裙座的应力云图图6 L=*mm的疲劳分析的应力幅*的整体疲劳寿命（Life）如图7所示。显示的是疲劳作用，直到失效的循环次数。由图7可知，*的整体疲劳寿命，就是S-N曲

6、线的最大循环次数1e6。图7 L=12mm的*疲劳寿命4.3 直线度偏差L=*mm的分析结果在交变载荷作用下，*整体的等效交变应力，即疲劳应力幅如图8（a）所示。*的最大应力幅为80.192MPa，出现在上封头与接管连接部位的颈部内侧，如图8（b）所示。*下封头的最大应力幅为77.145MPa，出现在下封头管口的内表面，下如图8（c）所示。裙座的最大应力幅为16.483MPa，出现在裙座上部与下封头结合的部位，如图8（d）所示。图（a） *整体的应力云图图（b） *上封头的应力云图图（c）*下封头的应力云图图（d） 裙座的应力云图图8 L=*mm的疲劳分析的应力幅*的整体疲劳寿命（Life）如

7、图9所示。显示的是疲劳作用，直到失效的循环次数。由图9可知，*的整体疲劳寿命，就是S-N曲线的最大循环次数1e6。图9 L=0mm的*疲劳寿命5 计算结果汇总及结论5.1 计算结果汇总在0.05Mpa2.7MPa的交变载荷作用下，*直线度偏差为&mm和*mm时，*各部位交变应力幅的最大值如表2所示。表2 结果汇总表编号直线度偏差（mm）整体最大应力幅（MPa）上封头最大应力幅（MPa）下封头最大应力幅（MPa）裙座最大应力幅（MPa）整体最大寿命（N）1*80.2380.2377.09116.4561e62*80.22980.22977.39816.4681e63*80.19280.19277.14516.4831e6由表2 可知，筒体、上封头和下封头的最大应力幅，在直线度偏差为0mm、12mm和20mm时，应力值变化很小（变化不到0.4%）；*裙座的最大应力幅，随着直线度偏差的增大而增大，但增大很小（增大不到0.2%）。5.2 结论（1）：*在交变载荷作用下，