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Análise de tensão de elementos finitos da estrutura de bocal de abertura dupla da cabeça plana

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Dec 31, 2024

A estrutura de bocal de abertura dupla de cabeça plana é amplamente usada em equipamentos como trocadores de calor de placa e concha nas indústrias do petróleo, química e de energia.

A estrutura de bocal de abertura dupla em cabeças planas é comumente usada em equipamentos como trocadores de calor de placas e conchas em indústrias como petróleo, produtos químicos e energia. Descontinuidades estruturais na área do bocal da cabeça plana levam a distribuições de tensão complexas e concentrações de tensão locais. Além disso, cargas externas, como momentos de dobra do tubo, forças axiais e binários, complicam ainda mais a distribuição de tensão na conexão bico-tubo. Portanto, é essencial investigar a distribuição do estresse nesta área.

Conclusões:

1. À medida que a tensão axial aumenta no bico, a tensão máxima, a tensão do filme e as tensões primárias e secundárias combinadas na área de conexão do bico aumentam. Por outro lado, à medida que o empurrão axial aumenta, essas tensões diminuem.

2. A carga axial e a pressão interna combinadas afetam a tensão elástica na área de conexão do bico. O aumento do empurrão axial ajuda a mitigar a concentração de tensão devido a descontinuidades estruturais nesta região, enquanto a pressão interna tem um efeito global mais significativo, especialmente na junção de bocal-cabeça.

3. Tanto a pressão interna quanto a carga axial têm impactos consideráveis na capacidade de carga final da estrutura de bocal de abertura dupla. O aumento do empurrão axial aumenta a resistência à pressão do bico, elevando a pressão interna limite na área de conexão. Por outro lado, a tensão axial reduz a capacidade de suporte de pressão final, diminuindo o limite de pressão interna à medida que a tensão aumenta.

4. O método de elemento finito elástico linear pode ser usado para derivar a curva de carga limite para a conexão de bocal de abertura dupla da cabeça plana. Esta curva é crucial para orientar o projeto e a operação segura da estrutura do bocal em vasos a pressão.