基于ANSYS/FE-SAFE的液化氣瓶疲勞壽命分析與試驗研究

范曉東，焦文祥，蔡福海，張耀忠

（1.赤峰市特種設備檢驗所， 內蒙古 赤峰 024000）

（2.大連理工江蘇研究院有限公司， 江蘇 常州 213164）

對于設計使用年限為8年的液化石油氣瓶，允許在通過安全評估后延長一次使用期，延長使用期不得超過氣瓶的一個檢驗周期。對未規定設計使用年限的液化石油氣瓶，使用年限達到15年的應當予以報廢并且進行消除使用功能處理[1-3]。但在北方大部分地區，多數氣瓶使用期到了8年后，氣瓶經檢測，各項狀況經檢查后仍能達到氣瓶設計標準要求，若直接報廢處理，將會造成資源的巨大浪費。因此，對氣瓶進行疲勞壽命評估，延長合格氣瓶的使用壽命，具有較大的社會價值和經濟價值。

本文基于HyperMesh建立了YSP35.5氣瓶的有限元模型，在ANSYS后處理模塊中針對特定工況進行了分析，獲得了氣瓶的受力危險點；通過FESAFE的Verity模塊進行了疲勞壽命分析，并對比了氣瓶疲勞試驗數據，為氣瓶的疲勞評估提供了數據參考。

1結構參數與建模

YSP35.5液化石油氣鋼瓶，其主要設計參數見表1。

根據鋼瓶參數，利用Hypermesh軟件進行建模[4-5]，液化石油氣瓶峰值應力附加在一次和二次應力之上，在容器結構中分布范圍比二次應力還要小，有自限性，對塑性疲勞和棘輪效應沒有影響，故液化氣瓶有限元模型采用空間四節點殼單元建模的方式。與板單元相比，殼單元由于結合考慮了結構單元中間面上的平面剛度、彎曲剛度及曲率效應，因此，其具有更高的計算精度。本液化氣瓶的單元總數為24377，節點總數為24262。……