龟甲网是石化行业催化裂化装置的重要部件,由于操作条件的苛刻,容易出现超温条件下由于强度问题引起的鼓包变形、断裂等多种失效,因此对它进行全面的高温下的结构分析具有十分重要的实际意义。本文以弹塑性力学和热力学为基础,对实际应用的龟甲网进行分析,着重研究了龟甲网超温条件下的热变形。根据有限单元法理论,建立了龟甲网有限元模型,借助功能强大的有限元分析软件ANSYS对龟甲网进行各主要操作阶段的温度场分析,同时对边界全约束和边界部分约束条件下,龟甲网的变形情况做了分析比较。得出龟甲网在超温条件下的鼓包变形规律。包括: (1) 介绍了国内关于龟甲网及其相关方面的研究现状,列举了一些国内龟甲网损毁的案例,分析了龟甲网损毁的因素,为龟甲网高温下变形研究提供立题依据。 (2) 研究了ANSYS中龟甲网的有限元模型建立方法,研究了有关热-结构分析的相关理论,并对不同几何形状、载荷条件下的龟甲网进行了模拟计算,编写了相关前后处理程序。 (3) 计算了边界全约束条件下,在760℃、800℃、850℃、880℃、900℃的超温条件下龟甲网的变形情况,分别得出了不同面积龟甲网的变形数据和拟合公式。例如: ① 当焊点脱落而积在0.1<s<0.3左右时,在龟甲网的厚度z方向有少量变形,变形量在5mm左右,x-y平面内基本没有变形。 ② 当焊点脱落面积在0.3<s<0.6m~2时,在龟甲网的厚度z方向有明显变形,变形量大于20mm,x-y平面内有扭曲变形,在2mm左右。 ③ 当焊点脱落面积达到0.6<s<1m~2时,在龟甲网的厚度z方向的变形明显,在30mm以上,x-y平面内有扭曲变形,在2mm左右。 (4) 计算了边界部分约束条件下,在760℃、800℃、850℃、880℃、900℃的超温条件下龟甲网的变形情况,分别得出了不同面积龟甲网的变形数据和拟合公式。例如: ① 当焊点脱落面积在0.15<s<0.3m~2左右时,在龟甲网的厚度方向有少量变形,变形量在4-6mm左右。 ② 当焊点脱落面积在0.3<s<0.6 m2时,在龟甲网的厚度z方向有明显变形,变形量大于20-30mm,x-y平面内有扭曲变形,在2mm左右。 ③ 当焊点脱落面积达到0.6<s<1m~2时,在龟甲网的厚度z方向的变形明显,在30-40mm以上,x-y平面内有扭曲变形,在2mm左右。