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防爆波活門設計安全性結果分析
- 2012-10-10 11:05:11
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1、防爆波活門設計載荷條件下數值計算結果分析在防爆波活門設計載荷條件，峰值壓力36MPa，載荷總作用時間為3ms時，壁厚為40mm、100mm、150mm、200mm、260mm和320mm的防爆活門受空氣沖擊時的變形過程和破壞機理進行了數值仿真。圖1給出了不同壁厚防爆活門的最終應變分布。表1給出了不同壁厚防爆波活門在沖擊載荷作用下變形最大位置處的最大塑性應變值。
計算結果表明，40mm厚防爆活門發生嚴重扭曲變形，無法使用；100mm厚防爆波活門塑性變形較重，也無法使用；壁厚為150mm的防爆活門孔的底部發生了輕度塑性變形，從安全角度考慮，一般也不能使用壁厚為200mm防爆波活門孔的頂端和橫孔上端發生輕微的塑性變形，且塑性變形量非常小，最大塑性變形僅為0.0048，在該種載荷作用條件下己經可以使用，但在更嚴重載荷條件下的使用性能還需要考察。壁厚為260mm防爆活門孔的頂端和橫孔上端發生輕微的塑性變形，而塑性變形里非常小，僅為0.0016；壁厚為320mm防爆波活門孔的頂端和橫孔上端也發生輕微的塑性變形，塑性應變為0.0024.略高于260mm壁厚防爆活門，但是260mm壁厚防爆波活門出現塑性變形的區域遠大于320mm壁厚防爆活門，顯然后者的防護性能更好。總體上，可以確定后兩者都滿足使用要求。2、載荷作用時間對防爆波活門安全性能影響數值分析為了確保所設計防爆活門的安全性，對防爆波活門在更嚴厲載荷條件作用下的變形狀況進行了數值分析。保持峰值壓力不變，載荷作用時間變為30mm，選取壁厚260mm和320mm的防爆波活門進行數值模擬分析。計算結果表明，壁厚為260mm防爆活門孔的頂端和橫孔上端發生輕微的塑性變形，而最大塑性應變非常小，僅為0.0100，壁厚為320mm防爆波活門孔的最大塑性應變為0.0065。載荷作用時間較長時，防爆活門的最大塑性應變都略微增人，但值仍然較小，260mm厚和320mm防爆波活門能夠安全使用。3、峰值壓力對防爆波活門安全性能影響數值分析進一步對峰值載荷為60Mpa時，載荷上升時間為5us，防爆活門的安全性進行了數值模擬分析。表2給出了三種壁厚防爆波活門在該載荷條件下的最大塑性應變值。圖2給出壁厚為200mm、260mm和320mm時防爆活門在高峰值壓力載荷作用下的塑性變形情況。圖中可以看出，200mm厚防爆波活門較大面積發生塑性變形，受到比較嚴重破壞；260mm厚防爆活門有一定面內積發生塑性變形，受到一定程度破壞，但由于塑性變形量較小，尚可以使用；320mm厚防爆波活門塑性變形輕微，使用性能良好。
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