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题目：成都石化设计院用于某容器上的带增强法兰的球封头，结构尺寸如图，工作载荷为内压0.8Mpa ，螺栓载荷为535574N ，材料为20R 。
请按照分析设计的要求分析该结构在上述工况下操作时的各类应力并进行强度校核。
一、载荷分析 1.用户数据根据设计图，计算基础数据如下：2.结构参数以下所有厚度均为有效厚度，长度单位：mm中心接管参数图1: 带增强法兰的椭圆封头-中心接管参数示意图封头参数图2: 带增强法兰的椭圆封头-封头参数示意图法兰参数图3: 带增强法兰的椭圆封头-法兰参数示意图3.材料参数4.载荷条件接管端面已自动施加由内外压差引起的边界等效压力。
二、结构分析根据法兰结构特点，应进行带增强法兰的椭圆封头的应力分析，建立力学模型如下：(1)力学模型根据带增强法兰的椭圆封头的结构特点和载荷特性，采用了三维力学模型。
图4: 带增强法兰的椭圆封头网格图(2)边界条件位移边界条件图5: 带增强法兰的椭圆封头X方向约束图6: 带增强法兰的椭圆封头Y方向约束图7: 带增强法兰的椭圆封头Z方向约束力边界条件参见“载荷分析”。
(3)单元选择网格剖分采用8节点六面体单元和6节点三棱柱单元。
三、应力分析结果图8: 带增强法兰的椭圆封头变形图及σp3应力分布图四、强度评定图9: 第1条分析路径局部图第1条分析路径(内节点2917, 外节点883)总体薄膜应力强度：S I = 29.53 < KS m t= 144.20MPa薄膜加弯曲应力强度：S III = 35.39 < 1.5KS m t= 216.30MPa 一次加二次应力强度：S IV = 35.39 < 3.0KS m t= 432.60MPa图10: 第2条分析路径局部图第2条分析路径(内节点572, 外节点673)局部薄膜应力强度：S II = 37.27 < 1.5KS m t= 186.90MPa薄膜加弯曲应力强度：S III = 37.27 < 1.5KS m t= 186.90MPa 一次加二次应力强度：S IV = 42.18 < 3.0KS m t= 373.80MPa图11: 第3条分析路径局部图第3条分析路径(内节点3573, 外节点3600)总体薄膜应力强度：S I = 5.92 < KS m t= 124.60MPa薄膜加弯曲应力强度：S III = 6.59 < 1.5KS m t= 186.90MPa 一次加二次应力强度：S IV = 6.59 < 3.0KS m t= 373.80MPa图12: 第4条分析路径局部图第4条分析路径(内节点4676, 外节点677)局部薄膜应力强度：S II = 13.06 < 1.5KS m t= 171.90MPa薄膜加弯曲应力强度：S III = 13.06 < 1.5KS m t= 171.90MPa 一次加二次应力强度：S IV = 25.13 < 3.0KS m t= 343.80MPa 该容器强度校核合格。
法兰有限元分析1.下法兰计算1.1 下法兰计算模型下法兰卡紧方式是通过卡箍将产品法兰与加压端法兰卡紧。
经过适当简化，建立如图1所示计算模型。
图1 下法兰计算模型简图在产品法兰上端面施加全位移约束fix-all；在加压端法兰内表面施加压力F。
1.2 下法兰分析结果在t1100压力作用下，产品法兰，加压端法兰以及卡箍的应力分布情况分别如图2，图3，图4所示。
从下图可以看出产品法兰等效应力的最大值为MPa423，位于Φ199通孔6.最薄弱处（如图上Max标示处）；最大主应力的最大值为MPa456，位于Φ1995.通孔边的R100圆弧上（如图下左Max标示处）；最大剪应力为MPa184，位于8.Φ199通孔最薄弱处（如图下右Max标示处）。
图2 产品法兰应力分布图（MPa）从图3上看，加压端法兰等效应力的最大值位于面上那6个黄点上，但那是由于接触引起的局部应力集中，不予考虑，实际等效应力最大值位置位于中心Φ50通孔上，最大值为MPa452，同样位于9.4.337，最大主应力的最大值为MPaΦ50通孔上（如图右Max标示处）。
图3 加压端法兰应力分布图（MPa ）卡箍应力分布如图4所示。
其等效应力的最大值位置如图左Max 标示处，最大值为MPa 4.278；最大主应力的最大值位置如图右Max 标示处，最大值为MPa 1.292。
图4 卡箍应力分布图卡箍的变形用其位移量分布图来表示，卡箍Y 向与Z 向位移量分布如图5。
由图看出卡箍在整个装配中向外位移了mm 901.2，自身向外拉伸了mm mm mm 297.3)396.0(901.2=--。
卡箍在整个装配中轴向位移了mm 048.3，卡箍自身轴向拉伸了mm mm 651.2)863.2(212.0=---。
图5 卡箍位移量分布图（变形效果夸张100倍时效果图）2.上法兰卡抓计算2.1 上法兰卡抓计算模型上法兰卡紧方式是通过卡抓将产品法兰与加压端法兰卡紧。
6瓣卡抓均匀分布在加压端法兰的卡槽里，为了简化计算，取其中1个采用周期对称分析。
法兰盘有限元分析报告姓名：学号：学院：机械学院法兰盘有限元分析报告一，总述本报告依托于。
，针对一个法兰盘，运用Hypermesh9.0进行有限元分析前处理，并用软件自带的RADIOSS求解器进行求解分析确定法兰盘的设计尺寸。
二，研究背景某自卸车转向节设计：转向节的结构形式如下图所示：本报告针对的是上图标号为10转向节的法兰盘进行设计。
充分考虑到自卸车的工况，进行力学分析，得出此法兰盘的应力分布情况，进而确定此法兰盘的结构及尺寸（主要是法兰的厚度设计）。
具体做法是：首先通过UG建模，然后导入Hypermesh9.0进行画网格，并用RADIOSS 进行求解应力分布，获取完全满足材料的屈服极限及疲劳强度的结构。
最终结构及设计尺寸如下模型所示，分析证明这种结构完全满足了自卸车转向节的力学性能且材料经济性。
三，模型的建立1，UG建模法兰盘的厚度是本报告最主要的设计尺寸。
根据经验和同型号其他车型的设计尺寸，初取法兰盘厚度为30mm，在UG中建模如下图所示。
2，画网格将上述UG模型导入到Hypermesh9.0中进行有限元分析前处理，选用五面体和六面体实体网格，画网格后如下图所示3，设置材料参数定义材料属性：弹性模量E=2.1×105 Mpa，泊松比μ=0.3，设置对话框如下图所示4，施加载荷与约束根据法兰盘的受力情况：受到周向力矩，将其装化成沿周向的切向力，故在8个安装孔中心处施加8个大小相等的周向力153KN；在安装面φ400mm上被压紧，没有位移，故在φ400mm上添加约束。
加载后如下图所示：三，计算结果使用RADIOSS求解器求解法兰盘的应力与应变云图如下图所示：应变云图应力云图附，计算结果运行时间四，计算结果分析根据计算结果对比厚度为30mm ，25mm ，20mm 三种情况的应力与应变分布情况，综合考虑力学性能和经济性，选择厚度尺寸为25mm 。
根据上表可知，厚度为25mm 时，最大变形量为0.05mm ，最大应力为98.47MPa 。
T型焊接圆钢管节点在轴向循环荷载作用下滞回性能的有限元分析摘要:焊接圆钢管节点的抗震性能一般可以通过其滞回性能评估。
基于ABAQUS有限元分析的方法,研究了反复轴力作用下T节点的滞回曲线。
分析结果发现焊接T节点的滞回曲线十分饱满,表明处于地震等强动力作用下的T节点在破坏之前可以消耗较多能量,从而避免过早的脆性断裂。
基于滞回性能的分析,得出焊接圆钢管T节点具有较强的抗震能力的结论。
关键词:T型圆钢管节点滞回性能有限元分析耗能性1 前言圆钢管的应用近几年得到迅速发展,尤其是在空间结构和大跨结构中,如桥梁、体育场、海洋平台和机场等。
钢管结构符合钢结构的最新设计理念,即将构件的材料使用率、承重与稳定这三方面进行合并,发挥结构的空间作用。
圆管和方管的对称截面形式使得截面的惯性矩两轴相同,有利于单一构件的稳定性设计;截面闭合提高了抗扭刚度,有利于板件的局部稳定:与具有同样承载性能的开口截面相比,钢管截面外表面积较小,减少了防腐防火涂层的材料消耗和涂装工作量,对受风载的结构,钢管结构所具有的光滑表面比用其它型钢制造的类似结构所引起的风动载荷要小的多。
虽然就单价而言,钢管价格高于普通开口截面形式的型钢,但采用钢管结构带来良好的综合效益依然使得钢管结构成为优选的基本结构形式之一。
钢管之间通过焊接组成了焊接管结构,这其中焊接部位称为管节点。
通常的管节点都是主管直通,而支管直接焊接到主管表面上。
由于节点部位存在很高的应力集中,因此这个部位也是最容易发生破坏的位置。
虽然前期的工作中对焊接管节点的静力性能进行和大量研究工作,并且我国钢结构规范也对这方面的计算提供了方法。
但是对于地震等强动力作用下管节点的性能研究仍有待深入,因此本文对焊接圆钢管节点进行了轴向往复荷载作用下的有限元,以作为进一步研究圆钢管结构抗震性能的基础。
2 焊接圆钢管节点的有限元模型对于一个典型的圆钢管T节点,其几何构造如图1所示,其中各个参数的几何意义如下:D——主管的外部直径；L——主管的长度；T——主管的壁厚；d——支管的外部直径；l——支管的长度；t——支管的壁厚；θ——支管轴线与主管轴线的夹角(T节点取θ=90°)；对于钢材的材料参数取值,按照以下赋值:钢管材料为各向同性的理想弹塑性材料,服从V onMises屈服准则,钢材本构关系采用双线性模型,屈服后材料的模量为弹性模量的1/200。
