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防爆波活门设计安全性结果分析
- 2012-10-10 11:05:11
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1、防爆波活门设计载荷条件下数值计算结果分析在防爆波活门设计载荷条件，峰值压力36MPa，载荷总作用时间为3ms时，壁厚为40mm、100mm、150mm、200mm、260mm和320mm的防爆活门受空气冲击时的变形过程和破坏机理进行了数值仿真。图1给出了不同壁厚防爆活门的最终应变分布。表1给出了不同壁厚防爆波活门在冲击载荷作用下变形最大位置处的最大塑性应变值。
计算结果表明，40mm厚防爆活门发生严重扭曲变形，无法使用；100mm厚防爆波活门塑性变形较重，也无法使用；壁厚为150mm的防爆活门孔的底部发生了轻度塑性变形，从安全角度考虑，一般也不能使用壁厚为200mm防爆波活门孔的顶端和横孔上端发生轻微的塑性变形，且塑性变形量非常小，最大塑性变形仅为0.0048，在该种载荷作用条件下己经可以使用，但在更严重载荷条件下的使用性能还需要考察。壁厚为260mm防爆活门孔的顶端和横孔上端发生轻微的塑性变形，而塑性变形里非常小，仅为0.0016；壁厚为320mm防爆波活门孔的顶端和横孔上端也发生轻微的塑性变形，塑性应变为0.0024.略高于260mm壁厚防爆活门，但是260mm壁厚防爆波活门出现塑性变形的区域远大于320mm壁厚防爆活门，显然后者的防护性能更好。总体上，可以确定后两者都满足使用要求。2、载荷作用时间对防爆波活门安全性能影响数值分析为了确保所设计防爆活门的安全性，对防爆波活门在更严厉载荷条件作用下的变形状况进行了数值分析。保持峰值压力不变，载荷作用时间变为30mm，选取壁厚260mm和320mm的防爆波活门进行数值模拟分析。计算结果表明，壁厚为260mm防爆活门孔的顶端和横孔上端发生轻微的塑性变形，而最大塑性应变非常小，仅为0.0100，壁厚为320mm防爆波活门孔的最大塑性应变为0.0065。载荷作用时间较长时，防爆活门的最大塑性应变都略微增人，但值仍然较小，260mm厚和320mm防爆波活门能够安全使用。3、峰值压力对防爆波活门安全性能影响数值分析进一步对峰值载荷为60Mpa时，载荷上升时间为5us，防爆活门的安全性进行了数值模拟分析。表2给出了三种壁厚防爆波活门在该载荷条件下的最大塑性应变值。图2给出壁厚为200mm、260mm和320mm时防爆活门在高峰值压力载荷作用下的塑性变形情况。图中可以看出，200mm厚防爆波活门较大面积发生塑性变形，受到比较严重破坏；260mm厚防爆活门有一定面内积发生塑性变形，受到一定程度破坏，但由于塑性变形量较小，尚可以使用；320mm厚防爆波活门塑性变形轻微，使用性能良好。
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