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博碩士論文 etd-0809111-102747 詳細資訊
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論文名稱
Title
壓力容器之有限元素應力分析
The Stress Analysis of Pressure Vessels by the Finite Element Method
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
79
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2011-07-13
繳交日期
Date of Submission
2011-08-09
關鍵字
Keywords
有限元素法、壓力容器
Finite Element Method, Pressure Vessel
統計
Statistics
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中文摘要
本論文利用電腦輔助設計繪圖軟體Solid work繪出四個不同壓力容器模型作分析並利用有限元素法分析軟體ANSYS其求解處理器作位移與應力之分析。
利用有限元素法進行壓力容器或反應器本體之應力分析,找出最高應力之處。反應器本體之應力分析包含本體之主噴嘴、裙鈑及相連接管線的應力分析。其中應力分析考量之因素包含:地震力與風力所產生之位移變化而導致之應力分佈情形及熱脹冷縮(由常溫升至高溫)所產生之熱應力之應力分佈狀況並研究探討應力個別分析及整體分析之差異性 , 利用有限元素針對整體分析(包含本體、噴嘴、裙鈑)先進行殼體個別分析,再由殼體分析之應力應變結果當作相連噴嘴、管線之邊界條件再進行噴嘴、管線之應力分析,依有限元素理論及以上之應力分析結果,探討整體分析結果及個別分析結果之應力差異性,並做出是否可以將個別分析結果取代整體分析結果之結論。
根據此次模擬分析結果,找出此四個壓力容器及管路所應更改的部份進而改善壓力容器的設計以避免或降低遭受地震、熱應力、颱風後的破裂及損壞。
Abstract
This study used computer aided design software Solid Work to draw four models of pressure vessel, and to analyze the displacement and the stress by the finite element analysis software ANSYS.
To carry on the main body of the pressure vessel and find the highest stress of the pressure vessels by finite element analysis. The stress analysis of the pressure vessel main body contains main nozzle, the skirt of the main body ban and the connected control line. And the stress analysis factor includes: the stress distribution situation by seismic force and the displacement change factor of the wind power and the stress distribution condition of the thermal load by expand with heat and contract with cold (normal temperature climb to high temperature). The researcher also discussed the difference of the stress distribution between individual analysis and the overall analysis. The present study used finite element analysis (contain main body, spray nozzle, skirt in view of the overall analysis ban) to carry on the shell individual analysis first, then using the boundary condition of the result displacements regarding connected spray nozzle, the pipeline by the shell analysis again carries on stress analysis of the spray nozzle and the pipeline. Based on the results of stress analysis by the finite element method, the researcher discussed the differences of stresses between overall analysis and the individual analysis results.
目次 Table of Contents
目錄
謝誌 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
表次 vi
圖次 vii
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 1
1-3 研究動機與目的 2
第二章 研究方法 4
2-1 初步方式 4
2-2使用軟體簡介 4
2-2-1 Solidworks 4
2-2-2 ANSYS 5
2-3 理論基礎 5
2-3-1有限元素法 5
2-3-2彈性力學理論 6
第三章 四個反應器之基本資料 7
3-1 D-1307設備的設計資料 7
3-2 D-1403設備的設計資料 11
3-3 D-1706設備的設計資料 16
3-4 R-1303設備的設計資料 20
第四章 模擬分析結果與討論 25
4-1 D-1307 反應器模擬分析 25
4-1-1 D-1307地震力分析 25
4-1-2 D-1307溫度之分析 29
4-1-3 D-1307風壓之分析 31
4-2 D-1403 反應器模擬分析 33
4-2-1 D-1403地震力分析 33
4-2-2 D-1403溫度之分析 36
4-2-3 D-1403風壓之分析 39
4-3 D-1706 反應器模擬分析 41
4-3-1 D-1706地震力分析 41
4-3-2 D-1706溫度之分析 44
4-3-3 D-1706風壓之分析 46
4-4 R-1303 反應器模擬分析結果 48
4-4-1 R-1303地震力分析 48
4-4-2 R-1303溫度之分析 51
4-4-3 R-1303風壓之分析 53
4-5 個別分析與整體分析 56
4-5-1 前言 56
4-5-2 分析進行步驟 56
4-5-3 個別分析結果與討論 60
4-5-4 整體分析和個別分析比較 63
4-5-5 個別分析與整體分析結論 66
第五章 結論 67
參考文獻 68
參考文獻 References
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