1CC罐式集装箱设计及框架应力分析计算毕业设计（论文） .doc

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1、 毕业设计（论文）题 目 1CC罐式集装箱设计及框架应力分析计算 学 生 学 院 专 业 班 级 校内指导教师 专业技术职务 教授 校内指导教师 专业技术职务 IV1CC罐式集装箱设计及框架应力分析计算摘 要： 罐式集装箱作为一种先进的运输工具，与传统的装载运输方式相比，具有安全可靠、运输灵活、快捷方便、经济实用、绿色环保等方面的优势。罐式集装箱一般用于装运液态或者气态散货。因为有足够的强度和刚度，罐箱可以长期反复使用。通过收集和查阅了大量国内外储罐的相关资料，论证了罐式集装箱的运输方式及C型储罐的筒体和封头形式，之后从设计压力、设计温度、设计载荷、罐体及封头厚度、选用材料等多方面详细叙述了罐

2、箱的设计方法及流程。并提出了罐箱安全附件的选用方法，对人孔进行了开孔补强计算，接着对罐式集装箱支撑结构和强度进行了设计和计算。可知在确定储罐及支撑构件尺寸时，通过校核货罐的轴向应力、周向应力及剪切应力设计出的结构存在高应力集中区域，还应校核船舶运动引起的动载荷状况，进一步对结构进行优化。通过SolidWorks软件校核在各种工况下结构的应力水平，以确认其是否符合有关要求。在框架底部四个支腿处加全约束，对5种工况分别进行校核计算。若校核不通过，可以在对储罐结构加强的措施中，增加储罐板厚，改变支座位置及在内壁上增设加强圈。经校核得出，罐体、框架及其连接构件的Von Mises 合成应力满足中国船级

3、社编制的集装箱检验规范(2008)。关键词：设计方法；高应力集中区域Abstract： Compared with the traditional mode of transport, tank as an advanced means of transport is a safe, reliable, flexible, fast and convenient, economical, environmental protection transportation. Tank containers are generally used for shipping bulk liquid or

4、gaseous. It can be long-term use because it has sufficient strength and stiffness. Collect a large number of domestic and international related information, I demonstrate the storage and transport means of liquefied gas carrier and cylindrical shell and head form of c-type liquefied tank, and descri

5、be the design methods and processes of tank in detail from design pressure and design temperature, design load, shell and head thickness, selection materials and so on. In this paper I propose how to select the safety accessories of the tank, and carry out the calculations of opening reinforcement,

6、then design and compute the constructions and strength for tank container supporting frames. The results show that high stress region checking the axial stress, circumferential stress and shear stress in determining the size of tank structure and supporting components. Check the structure of the str

7、ess level under various conditions to confirm their compliance with the requirements by SolidWorks software. Add constraints on the four legs at the bottom of the frame，and then calculate the 5 conditions respectively. If the check is not passed, there are three measures to enhance the structure inc

8、luding increasing the cargo tank thickness, changing the location of the support saddle, adding ring. Obtained by checking, the Von Mises stress of the tank, frame and connected component synthesis meet the China Classification Societys Container Inspection Norms (2008).Key words：design approach; hi

9、gh stress region目 录摘 要IAbstractII1 引言11.1 课题研究的意义11.2 罐式集装箱的特点11.3 罐式集装箱的设计22 设计总论32.1 设计任务32.2 设计特点32.3 设计数据32.3.1设计压力32.3.2设计温度42.4 材料的选择43结构设计53.1 筒体的选择53.2 封头的选择53.3 筒体立式或卧式的选择53.4角件的选择63.5筒体及封头壁厚的计算63.5.1筒体厚度的计算63.5.2 封头厚度的计算73.6 人孔的选择73.7 鞍座选型和结构设计83.7.1 鞍座的选型83.7.2 鞍座位置的确定83.8 接管、法兰的选择93.9 压力

10、表的选择93.10 温度计的选择103.11 接地板和防波板的选择114 开孔补强设计124.1人孔补强134.1.1 补强方法判别134.1.2 有效补强范围134.1.3 有效补强面积144.1.4 补强圈设计145 焊接和无损检测155.1 焊接155.2 无损检测166 校核计算176.1 液压试验应力校核176.2设计温度下圆筒的应力176.3 圆筒轴向弯矩计算176.3.1 圆筒中间截面上的轴向弯矩176.3.2 支座处横截面的轴向弯矩186.4 圆筒轴向应力计算及校核196.4.1 圆筒中间截面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力196.4.2 由压力及轴向弯矩引起的轴向应力计算及校

11、核196.4.3 圆筒轴向应力校核196.5 切向剪应力的计算及校核206.5.1 圆筒切向剪应力的计算206.5.2 切向剪应力的校核206.6 圆筒周向应力的计算和校核206.6.1 在横截面最低点处的轴向应力206.6.2 在鞍座边角处的轴向应力216.6.3 周向应力校核216.7 鞍座应力计算及校核216.8夏比V 型缺口冲击试验227 杆件的强度及刚度校核237.1 横梁的校核237.2 立柱的校核247.3 底斜撑的校核258 1CC罐式集装箱应力分析及强度校核288.1 概述288.2 SolidWorks分析原理288.2.1 几何尺寸288.2.2 模型及网络288.2.3

12、 载荷及约束298.3 实验项目的应力分析298.4 最大工作负荷加惯性力作用下的应力分析298.4.1 运动方向(纵向)两倍重力加速度时的应力强度计算与校核298.4.2 与运动方向垂直的水平方向一倍重力加速度时应力强度计算与校核318.4.3 垂直向上一倍重力加速度时应力强度计算与校核328.4.4 垂直向下二倍重力加速度时应力强度计算与校核338.5 应力分析结论349 结论36参 考 文 献37致谢38 毕业设计（论文）1 引言1.1 课题研究的意义罐式集装箱是低温绝热压力容器的一种。随着国际化工物流的快速发展，罐式集装箱被广泛地应用在各种化工液体物资运输与储存中。使用罐箱可使散装物料

13、的运输仓储和分拨享受到经济、便捷、环保、安全等诸多好处，与传统的铁桶包装、散装船和铁路槽车相比，它真正实现了装箱地到卸料地的无中间环节的直达，无货物的跑冒滴漏，因此使污染和货物的物流消耗及漏损降低到最低。归纳起来，罐箱作为一种先进的运输工具，与传统的装载运输方式相比，具有安全可靠、运输灵活、快捷方便、经济实用、绿色环保等方面的优势。当务之急是降低罐式集装箱的整体费用，同时提高集装箱船只的容量，保持罐式集装箱对液体化学品的竞争力，推动形成完整的罐式集装箱物流链1。随着经济的发展，工业的进步，压力容器已经广泛应用于炼油、化工等工业部门及日常生活中。在炼化行业中，越来越多的新型、高效节能的设备得到应

14、用，许多装置对压力容器的要求非常高，其操作介质多为高温(或低温)、高压、易燃、易爆、有毒、强腐蚀等，具有相当大的危险性。随着世界各国对海洋资源的开发，为了适应海洋气候、恶劣环境以及石油加工深度不断增加、操作条件越来越苛刻，对压力容器的要求也越来越高、越来越严。世界能源危机的出现和军事装备的竞争、核能的开发应用对压力容器提出新的要求2。1.2 罐式集装箱的特点罐式集装箱具有安全、环保、经济、灵活、高效等特点，是实现液体化学品“门到门”运输及多式联运的有效工具和载体。罐式集装箱从欧美发达国家进入我国尚不足10 年，但已在化工物流领域获得广泛应用。当前，我国经济发展已进入经济学家所称的“各国经济发展中不可逾越的化工产业时代”。当前，我国经济发展已进入经济学家所称的“各国经济发展中不可逾越的化工产业时代”。近年来，随着国内外各种大型石化集团的合资与合作，我国石化产业持续高增长态势，特别是精细化工产业，已逐渐占据传统化工产业的突出位置，迫切需要新的运输载体和先进的物流方式。罐式集装箱凭借自身的特点和优势脱颖而出，具有良好的发展前景。 以罐式集装箱为载体的化学品国际多式联运的主要环节为，从提货地装罐后陆运至港口，驳上集装箱船，达到目的港再卸船后陆运至目的交付地，实现门对门对接。这种利用罐式集装箱运转的模式已相对成熟，受到众多国外化学品巨