國標(biāo)封頭作為壓力容器的一個重要組成部分，它的質(zhì)量直接關(guān)系著整個壓力容器的結(jié)構(gòu)完整性。本文應(yīng)用ANSYS，AutoCAD，VisualBasic等軟件，對大型容器封頭在設(shè)計、優(yōu)化以及檢測中遇到的一些問題進行了分析研究，并提出了相應(yīng)的解決辦法。提出的問題主要有：(1)封頭的設(shè)計中，碟形封頭能否替代標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭一直存在一定的爭議；(2)國標(biāo)封頭優(yōu)化問題；(3)GB150對封頭的形狀偏差、內(nèi)直徑和深度等尺寸偏差允許值做了相應(yīng)的規(guī)范，在傳統(tǒng)的檢測方法中是使用內(nèi)測量板配上卷尺進行測量，工作量大且測量不夠準(zhǔn)確，大型的封頭測量板厚重且容易變形。本文主要研究內(nèi)容如下：1.采用ANSYS軟件對20余種不同形狀參數(shù)碟形封頭進行了有限元分析，以JB4732分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為判據(jù)評定碟形封頭強度及穩(wěn)定性。結(jié)果表明：當(dāng)旋壓碟形封頭與標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭深度相同時，只要滿足ASME規(guī)定的與標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的形狀偏差范圍，就可以認(rèn)為其形狀更接近于標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，可以不考慮其加工方式，通過測量外形判斷其可以安全替代同材料、同壁厚的標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭。2.應(yīng)用大型通用有限元軟件ANSYS的優(yōu)化設(shè)計模塊，以強度兼顧穩(wěn)定性為優(yōu)化目標(biāo)，對碟形封頭的球面半徑R，及折邊區(qū)轉(zhuǎn)角半徑：兩個重要參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化結(jié)果得出一種新的碟形封頭，在保證強度的條件下提高了國標(biāo)碳鋼封頭邊沿的穩(wěn)定性，對生產(chǎn)實踐具有一定的參考價值。3.激光測距和光電編碼器的原理介紹引出了極坐標(biāo)下的封頭二維輪廓掃描，通過機械轉(zhuǎn)動平臺的設(shè)計完成極坐標(biāo)掃描的硬件條件，通過VB工具開發(fā)軟件實現(xiàn)軟件對硬件的測控。軟件測量結(jié)果與實際值進行比較，對軟件進行重新標(biāo)定，實驗結(jié)果表明該測量系統(tǒng)滿足實際使用的要求。對系統(tǒng)中可能對結(jié)果有影響的因素進行分析，提出了改進意見。
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