σｘ=0 437ＭＰａ,　

σｙ=-80 65ＭＰａ,　
σｚ=-84 97ＭＰａ　
σｘｙ=0 1443ＭＰａ,　
σｙｘ=65 72ＭＰａ,　
σｘｚ=97 65ＭＰａ

　　4　强度校核

按照ＪＢ4732—95《钢制压力容器———分析设计标准》的有关规定[7],强度校核时应当采用最大剪应力理论,应力强度规定为最大剪应力的2倍,即:

　　Ｓ={|Ｓ12|,|Ｓ23|,|Ｓ31|}ｍａｘ式中　

Ｓ12=σ1-σ2,　　　
Ｓ23=σ2-σ3,　　　
Ｓ31=σ3-σ1　　　
Ｓ———应力强度;　　　
σ1,σ2,σ3———主应力。
根据ＪＢ4732—95《钢制压力容器———分析设计标准》中规定:一次和二次应力的Ｓ许用极限为3Ｓｍ,即Ｓ≤3Ｓｍ

根据计算,热应力最大处为球壳与支柱的连接处,其值为Ｓ=81 5ＭＰａ,此处温度为857Ｋ,许用应力Ｓｍ=80ＭＰａ,因此满足Ｓ=81 5≤3Ｓｍ=240ＭＰａ。

　　5　结论

本文用有限元软件模拟真实环境下对液化气球罐的整体热处理,进行了热分析和结构分析。就其本质而言,这个仿真过程是对热处理真实过程的抽象,与实际的过程相比,可以更高效、更节省、更灵活、更完全地了解球罐在整体热处理过程中的应力状态。

经过运用有限元方法对液化气球罐结构在热处理条件下的温度场和热应力进行有限元数值分析计算,采用ＪＢ4732—95《钢制压力容器———分析设计标准》进行相应的强度校核后,可知在支柱的基础上固定约束不解除的情况下对该球罐热处理进行过程是安全的。

通过分析,为工厂选择合适的热处理工艺提供了重要的决策依据,确保了球罐现场热处理一次成功,创造了重要的经济效益。本文的建模分析方法亦可供同类设备热应力分析借鉴。