椭圆封头开孔接管结构

在催化剂制备罐设计中，椭圆封头开孔接管的结构形式直接影响其受力特性。当承受较大管道外载荷时，在内压与外载共同作用下，封头与接管连接处因结构不连续产生的弯曲应力，兼具一次应力与二次应力特征。
目前采用有限元法对该局部结构开展力学行为分析，基于弹性应力分析及塑性、弹塑性失效准则进行应力强度安全评定。结合三维椭圆封头轴向开孔接管的结构与载荷特点，建立三维力学模型，采用 20 节点六面体单元划分网格，并对过渡区域进行网格加密，共生成 109196 个节点与 24865 个单元。
通过分别计算内压单独作用、内压与外载共同作用工况，得到局部不连续区域的应力分布，沿大应力处的壁厚方向进行应力线性化与分类对比。结果表明，外载增大会提升弯曲应力中一次应力的占比。
该方法可精准分析结构受力状态，减少应力分类的盲目性。基于弹塑性失效准则的分析设计，突破了压力容器常规设计局限，实现了设计理念与方法的重要提升。