高压烧结炉卡箍快开结构强度分析与结构改进

摘要

压力烧结炉其核心部位—卡箍快开结构，是一种启闭方便、适用压力范围广的快开装置，同时它也是压力容器发生安全事故的主要因素之一。由于其结构的多样性和受力情况的复杂性，目前只有日本定制了高压和超高压快速启闭装置的设计标准，但大多数快开压力容器属于中、低压容器，尚未形成一套成熟的齿啮式快开容器的工程设计方法。
　　高压烧结炉主要是承受交变载荷的作用，该类设备是使硬质合金进行烧结，被大量应用在熔点高的金属粉末中，其由上下两端平盖法兰、炉体中的零件、带夹套的筒体以及卡箍快开结构等几个部分组成。本论文使用有限元ANSYS软件对研究模型进行热-力耦合分析，在分析时依据JB4732-1995对分析结果进行强度的校核。
　　对于高压烧结炉的主要部分——卡箍快开盖结构，依据国家标准HG/T20582-2011《钢制化工容器强度计算规定》，对卡箍快开结构进行了常规设计，在满足强度要求之后又对卡箍快开盖结构进行强度分析和安全性评定，结果证实研究模型校核合格。把常规设计和ANSYS有限元计算结果进行了对比。最后，在此分析结果上，卡箍横梁部位大部分的应力强度值要比在设计温度下的设计应力强度值小很多，存在较大的余量，所以对此处进行结构改进，减小厚度，并且校核合格，使结构更合理、更经济。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 烧结工艺简介

1．2 高压烧结炉的介绍

1．2．1 高压烧结炉的基本情况

1．2．2 压力烧结炉的工作原理及特点

1．2．3 快开盖结构概述

1．3 课题来源及研究目的及意义

1．4 国内外研究现状及发展趋势

1．5 本论文的主要工作

第二章 结构分析数值方法及有限单元法

2．1 数值分析

2．2 有限单元法

2．2．1 有限单元法的理论基础

2．2．2 接触问题的有限元计算

2．2．3 接触问题的有限元分析

2．3 ANSYS分析软件

2．3．1 ANSYS有限元分析软件概述

2．3．2 ANSYS的接触分析简介

第三章 热应力分析

3．1 热应力的基本概念

3．2 热变形约束的条件

3．3 温度分布计算

3．3．1 Fourier定律

3．3．2 热传导的微分方程

3．4 高温工况对金属材料的基本要求

第四章 卡箍结构的常规设计与分析计算

4．1 常规设计与分析设计

4．2 卡箍啮合常规计算

4．3 卡箍快开盖结构分析计算

4．3．1 炉门盖

4．3．2 卡箍啮合模型

4．3．3 疲劳计算与校核

4．4 本章小结

第五章 卡箍结构改进

5．1 卡箍尺寸的改进

5．2 改进后卡箍分析

第六章 结论与展望

6．1 本文的主要结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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