由于压力容器的使用往往还要考虑安装位置空间大小,对运输用的压力容器还得受有关的交通规则和相应的安全管理规定的限制,优化出来的质量最小壳体尺寸有可能与上述因素有矛盾,故本节中采用排序的方法,通过输入适当的内径步长,来改变Di的大小,将各组Di、L按目标函数M(Di,L)的大小从小到大的顺序排列起来,便于设计者根据具体情况选用质量较小的壳体尺寸,以便降低成本。
1.程序流程图
本优化设计的计算程序如图7-3所示。
图7-3 优化设计的计算程序
2.程序说明
1)本程序采用长城Basic语言编写,在AST386机上运行通过。(www.daowen.com)
2)程序建有材料力学性能数据库,几种常用压力容器用材料如16MnR、Q235A、Q235B、Q235C的力学性能均包括在其中。根据需要还可对其进行扩充。所以优化时计算机将根据设计条件p、T、C2、φ及材料代号进行力学性能的取值,对超出该材料使用温度范围和允许的最高设计压力的情况,程序将提示重新设计。
3)钢板厚度负偏差C1亦自动取值,并将计算结果自动向上圆整为钢板标准厚度。
4)本程序是针对常用双标准椭圆封头、圆筒形内压容器而设计,适用于中、低和部分高压储罐、分离容器和反应容器等根据需要还可修改扩充。
5)本程序所得结果并未考虑压力容器安装支座后的强度问题,经验算一般从优化结果选择的最佳方案满足支座强度要求,只有设计压力很低、内径较大、壁厚小的设备可能不满足这一要求,但我们可以采取一些加强措施,如对卧式容器可以采取使用加强垫板、加强圈、增大鞍座包角θ等措施。而且这种情况的确很少。
3.优化结果的可行性
由于内径步长dD的取值是任意的,当然也可以取100mm作为步长代入,dD越小则结果越精确,迭代的结果将会得到一系列Di值,其中有很多Di值将不是GB/T9019—2001《压力容器公称直径》规定的值,但这并不会影响压力容器的制造,这类直径的容器按照目前的压力容器生产水平完全可以加工出来。
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