1CC罐式集裝箱設(shè)計及框架應(yīng)力分析計算

頁共38頁1引言1.1課題研究的意義罐式集裝箱是低溫絕熱壓力容器的一種。隨著國際化工物流的快速發(fā)展，罐式集裝箱被廣泛地應(yīng)用在各種化工液體物資運輸與儲存中。使用罐箱可使散裝物料的運輸倉儲和分撥享受到經(jīng)濟、便捷、環(huán)保、安全等諸多好處，與傳統(tǒng)的鐵桶包裝、散裝船和鐵路槽車相比，它真正實現(xiàn)了裝箱地到卸料地的無中間環(huán)節(jié)的直達，無貨物的跑冒滴漏，因此使污染和貨物的物流消耗及漏損降低到最低。歸納起來，罐箱作為一種先進的運輸工具，與傳統(tǒng)的裝載運輸方式相比，具有安全可靠、運輸靈活、快捷方便、經(jīng)濟實用、綠色環(huán)保等方面的優(yōu)勢。當(dāng)務(wù)之急是降低罐式集裝箱的整體費用，同時提高集裝箱船只的容量，保持罐式集裝箱對液體化學(xué)品的競爭力，推動形成完整的罐式集裝箱物流鏈[1]。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)的進步，壓力容器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煉油、化工等工業(yè)部門及日常生活中。在煉化行業(yè)中，越來越多的新型、高效節(jié)能的設(shè)備得到應(yīng)用，許多裝置對壓力容器的要求非常高，其操作介質(zhì)多為高溫(或低溫)、高壓、易燃、易爆、有毒、強腐蝕等，具有相當(dāng)大的危險性。隨著世界各國對海洋資源的開發(fā)，為了適應(yīng)海洋氣候、惡劣環(huán)境以及石油加工深度不斷增加、操作條件越來越苛刻，對壓力容器的要求也越來越高、越來越嚴(yán)。世界能源危機的出現(xiàn)和軍事裝備的競爭、核能的開發(fā)應(yīng)用對壓力容器提出新的要求[2]。1.2罐式集裝箱的特點罐式集裝箱具有安全、環(huán)保、經(jīng)濟、靈活、高效等特點，是實現(xiàn)液體化學(xué)品“門到門”運輸及多式聯(lián)運的有效工具和載體。罐式集裝箱從歐美發(fā)達國家進入我國尚不足10年，但已在化工物流領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，我國經(jīng)濟發(fā)展已進入經(jīng)濟學(xué)家所稱的“各國經(jīng)濟發(fā)展中不可逾越的化工產(chǎn)業(yè)時代”。當(dāng)前，我國經(jīng)濟發(fā)展已進入經(jīng)濟學(xué)家所稱的“各國經(jīng)濟發(fā)展中不可逾越的化工產(chǎn)業(yè)時代”。近年來，隨著國內(nèi)外各種大型石化集團的合資與合作，我國石化產(chǎn)業(yè)持續(xù)高增長態(tài)勢，特別是精細化工產(chǎn)業(yè)，已逐漸占據(jù)傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)的突出位置，迫切需要新的運輸載體和先進的物流方式。罐式集裝箱憑借自身的特點和優(yōu)勢脫穎而出，具有良好的發(fā)展前景。以罐式集裝箱為載體的化學(xué)品國際多式聯(lián)運的主要環(huán)節(jié)為，從提貨地裝罐后陸運至港口，駁上集裝箱船，達到目的港再卸船后陸運至目的交付地，實現(xiàn)門對門對接。這種利用罐式集裝箱運轉(zhuǎn)的模式已相對成熟，受到眾多國外化學(xué)品巨頭的歡迎。所以罐式集裝箱將成為未來國際多式聯(lián)運的主要方式[3]。罐式集裝箱作為一種國際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱外部框架的不銹鋼容器，整箱外型尺寸及堆存運輸方式完全等同于20Ft(6.096m)國際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，稱之為罐式集裝箱。它的組成有：框架、罐體、附件三大部分。其中，框架包括：整體框架、爬梯、人行走道；罐體包括：罐膽、加熱盤管、保溫棉、保溫皮；附件包括：底閥及遠控切斷裝置、卸料蝶閥或球閥、進氣閥、安全閥、頂部卸料閥、壓力表、溫度表、電加熱裝置、人孔蓋板、盲板及罐體標(biāo)示等[4]。1.3罐式集裝箱的設(shè)計壓力容器設(shè)計是綜合性很強的專業(yè)，要求設(shè)計者通曉國家法令，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范以及設(shè)計方法，同時，還必須對壓力容器選用的材料性能等有較為詳細的了解，對壓力容器的使用范圍、環(huán)境等有清楚的認(rèn)識，甚至還應(yīng)具備豐富的設(shè)計、制造、使用和維護等方便的經(jīng)驗。因此，不論是國家法令，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的變更，還是新材料的使用，制造水平的提高等，都能引起設(shè)計方法的進步和發(fā)展。罐式集裝箱設(shè)計的前提是罐體和罐體上的開口滿足GB150-89《鋼制壓力容器》[5]中國船級社《集裝箱檢驗規(guī)范》[6]的規(guī)定，據(jù)此強度計算中對模型進行簡化時，忽略罐體上各種開口的存在，從而既沒有影響計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，又大大簡化了建模工作量，其中罐體、鞍座和罐體與框架之間的連接板用板殼元來模擬，角柱、頂縱梁、底縱梁、端橫梁和斜撐等框架構(gòu)件用空間梁元來模擬，一般不再設(shè)置其它單元。為充分利用運力資源，節(jié)約物流成本，提供運輸市場受歡迎的罐箱，就需要在最大的車輛總重前提下充分利用鐵路、公路寬度和高度限界。因此，中國陸路運輸20英尺罐箱外型尺寸的最大值為6058mm×2500mm×2900mm(長度×寬度×高度)。本次設(shè)計尺寸為6058mm×2438mm×2591mm[7]。用于海上運輸?shù)墓奘郊b箱罐體的強度可按ASME-VIII-1和GB150-2021《鋼制壓力容器》進行設(shè)計計算，但罐式集裝箱設(shè)計時，還應(yīng)考慮承受運輸工況中所出現(xiàn)的慣性力：如在海洋船舶運輸條件下，在碼垛出現(xiàn)偏碼時所產(chǎn)生的力；船舶航行時對罐式集裝箱產(chǎn)生橫向、縱向推拉時的承載能力。設(shè)計時還應(yīng)考慮罐式集裝箱起吊作業(yè)時加速作用下所產(chǎn)生的各種力。而這些力作用在罐體和集裝箱框架上所產(chǎn)生的應(yīng)力，用解析計算方法是無法分析的。因此海上罐式集裝箱設(shè)計應(yīng)使用有限元分析法進行計算，中國船級社武漢規(guī)范所選用MSC.Nastran通用的有限元程序?qū)奘郊b箱的結(jié)構(gòu)進行強度計算分析。罐體及框架的VonMises合成應(yīng)力應(yīng)滿足《國際海運危險貨物運輸規(guī)則》[8]及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定。建模的原則是罐箱的框架構(gòu)件用空間梁元離散，罐體和罐體與框架的連接部分用板殼元離散。支架的受力分析：建立力學(xué)模型，計算支架受到靜載和動載時的受力穩(wěn)定性。堆碼分析的原則是在動靜載荷分析的基礎(chǔ)上進行，考慮到金屬用料的質(zhì)量，因受運輸質(zhì)量的限制，集裝箱本體加物料質(zhì)量以不超過30t為宜。堆碼計算受力不均勻系數(shù)取為1.3[9]。框架結(jié)構(gòu)，罐式集裝箱要承受運輸過程中的慣性力，還要承受吊卸過程中重力作用，因此框架結(jié)構(gòu)的安全與否至關(guān)重要。通常罐式集裝箱框架結(jié)構(gòu)為帶底部鞍座的框架結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)比較成熟，安全性高，但框架材料質(zhì)量大。2設(shè)計總論2.1設(shè)計任務(wù)設(shè)計罐式集裝箱，采用常規(guī)設(shè)計方法，綜合考慮環(huán)境條件、液體性質(zhì)等因素并參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，按設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備強度計算的設(shè)計順序，分別對儲罐的筒體、封頭、鞍座、人孔、接管進行設(shè)計，然后采用SolidWorks對其進行強度校核，最后形成合理的設(shè)計方案。繪制總裝配圖和零件圖，并編寫設(shè)計說明書。綜合運用所學(xué)過程裝備知識，本著認(rèn)真負責(zé)的態(tài)度，對儲罐進行設(shè)計。在設(shè)計過程中綜合考慮了經(jīng)濟性，實用性，安全可靠性。各項設(shè)計參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計有章可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進行設(shè)計。2.2設(shè)計特點容器的設(shè)計一般由筒體、封頭、法蘭、支座、接口管及人孔等組成。常、低壓化工設(shè)備通用零部件大都有標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計時可直接選用。本設(shè)計書主要介紹了儲罐的的筒體、封頭的設(shè)計計算，通用零部件的選用。且各項設(shè)計參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計有章可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進行設(shè)計。2.3設(shè)計數(shù)據(jù)1CC罐式集裝箱的主要設(shè)計參數(shù)見表2.1：表2.11CC罐式集裝箱的設(shè)計參數(shù)型號GX22R32C表2.11CC罐式集裝箱的設(shè)計參數(shù)型號GX22R32C罐體材料16MnDR外部尺寸(mm)(LWH)605824382591立柱材料Q345B最大運營質(zhì)量36000kg工作溫度-40oC-55oC設(shè)計壓力3.48Mpa腐蝕余量1.0mm設(shè)計壓力不能低于工作的壓力，裝有安全泄放裝置時，不得低于爆破片的爆破壓力或安全閥的開啟壓力。計算壓力主要是針對于容器的各個受壓元件，僅用于確定容器穩(wěn)定、剛度要求的厚度和各個受壓元件滿足強度。容器的各個受壓元件的計算壓力是根據(jù)容器各個腔體的設(shè)計壓力加液柱靜壓力對它單獨和共同作用的情況確定的。根據(jù)GB150-2021中，設(shè)計壓力為壓力容器的設(shè)計載荷條件之一，其值不得低于最高工作壓力，通?？扇∽罡吖ぷ鲏毫Φ?.05~1.1倍。設(shè)計壓力。2.3.2設(shè)計溫度設(shè)計溫度也是壓力容器的設(shè)計載荷條件之一，指容器在正常工作情況下，設(shè)定元件的金屬溫度。GB150規(guī)定設(shè)計溫度等于或低于-20°C的容器屬于低溫容器。當(dāng)元件金屬溫度不低于時，設(shè)計溫度不得低于元件可能達到的最高溫度；當(dāng)元件金屬溫度低于時，其值不得高于元件金屬可能達到的最高溫度。所以設(shè)計溫度選擇為。2.4材料的選擇查HG20581-2021《鋼制化工容器材料選用規(guī)定》[11]，選擇16MnDR。，16MnDR是壓力容器低溫用鋼，適用范圍：用于介質(zhì)具有一定腐蝕性，壁厚較大()的壓力容器。時的許用應(yīng)力，鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB3531。優(yōu)質(zhì)中碳鋼的強度較高、韌性較好，但是焊接性能較差，不宜作接管用鋼，由于接管要求焊接性能較好且塑性好，故選擇10號優(yōu)質(zhì)低碳鋼的普通無縫鋼管制作各型號接管。由于法蘭必須具有足夠大的強度和剛度，以滿足連接的條件，使之能夠密封良好，故選用Q345B的普通碳素鋼。3結(jié)構(gòu)設(shè)計容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求均應(yīng)有足夠的柔性，需充分考慮以下間題：a）結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，減少約束。b）避免產(chǎn)生過大的溫度梯度；c）應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)形狀的突然變化，以減小局部高應(yīng)力；接管端部應(yīng)打磨成圓角，呈圓滑過渡；d）容器的支座或支腿需設(shè)置墊板，不得直接焊在殼體上。3.1筒體的選擇筒體按其形狀可分為，方形容器，矩形容器、球形容器、圓筒型容器(立式、臥式)。由于在本次設(shè)計中設(shè)計體積相對較小，且工作壓力為3.48MPa。方形矩形容器大多在很小設(shè)計體積時才采用，但因其承受壓力較小且使用材料較多；而球形容器雖然承受能力很強且節(jié)省材料，但是制造工藝較難且安裝不方便；立式圓筒形容器承受自然原因引起的盈利破壞的能力較弱。故此，本次設(shè)計選用圓筒形容器作為儲罐。3.2封頭的選擇封頭據(jù)幾何形狀的不同，可分為球形、橢圓形、碟形、球冠型、錐殼和平蓋等幾種，其中球形、橢圓形、碟形、球冠型封頭又統(tǒng)稱為凸型封頭。從受力與制造方面分析來看，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式。但缺點是深度大，沖壓較為困難；橢圓封頭濃度比半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中低壓容器中應(yīng)用較多的封頭之一。平板封頭因直徑各厚度都較大，加工與焊接方面都要遇到不少困難。從鋼材耗用量來年：球形封頭用材最少，比橢圓開封頭節(jié)約，平板封頭用材最多。因此，從強度、結(jié)構(gòu)和制造方面綜合考慮，采用橢圓形封頭最為合理。表3.1封頭尺寸表單位：mm體積質(zhì)量220026表3.1封頭尺寸表單位：mm體積質(zhì)量220026550505.5921.58391136.683.3筒體立式或臥式的選擇由于臥式的儲罐比立式的儲罐運輸方便，所以在此設(shè)計中，采用臥式的筒體。詳圖見圖3.2。圖3.2臥式儲罐圖3.2臥式儲罐3.4角件的選擇支架采用集裝箱專用角件，適用于集裝箱操作時的起吊、固定等。支架需用角件8只，上部角件Ⅰ、Ⅱ型各2只，下部角件Ⅰ、Ⅱ型各2只。角件制造技術(shù)條件按GB1835-80《集裝箱角件的技術(shù)條件》[13]。角件采用國際集裝箱用的甲種角件，角件的材質(zhì)是25鑄鋼，它的化學(xué)成分和強度指標(biāo)嚴(yán)格按GB1835-80的規(guī)定。角件與支架鋼性梁的連接采用全焊透結(jié)構(gòu)，并應(yīng)保證焊接質(zhì)量。支架制造完畢后所有的焊縫打磨光滑，并進行磁粉探傷檢查。為避免內(nèi)部儲罐直接受日曬，導(dǎo)致介質(zhì)溫度升高，壓力上升，支架上部設(shè)有遮陽板，遮陽板厚1.5mm，為防止遮陽板過薄發(fā)生變形，在其上用模具壓制出多個凹槽，增加剛性。3.5筒體及封頭壁厚的計算3.5.1筒體厚度的計算筒體的公稱直徑有標(biāo)準(zhǔn)選擇，而它的長度L可以根據(jù)容積要求來決定。取公徑采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，查標(biāo)準(zhǔn)《鋼制壓力容器用封頭》中表1，得公稱直徑，封頭深度。取(3.1)液柱靜壓力：(3.2)(3.3)故液柱靜壓力可以忽略，即該容器需100%探傷，所以取其焊接系數(shù)為。假設(shè)筒體的厚度在16~26mm范圍內(nèi)，查GB150-2021中表4-1，可得，，，溫度下的許用應(yīng)力。筒體的計算厚度由中徑公式：(3.4)查《過程設(shè)備設(shè)計》[14]，鋼板厚度負偏差為0.25mm，而有GB150-2021中知，當(dāng)鋼板的厚度負偏差不大于0.25mm，且不超過名義厚度的6%時，負偏差可以忽略不計，故取腐蝕余量：故筒體的名義厚度：。3.5.2封頭厚度的計算選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭型號為EHA，長短軸的比值為2，根據(jù)GB150-2021中橢圓封頭計算公式(7-1)計算(3.5)腐蝕余量：同上，鋼板負偏差：圓整后取名義厚度：封頭有效厚度：封頭記為：3.6人孔的選擇人孔——便于人員進入容器的內(nèi)部設(shè)置的。除人員進出外還便于容器內(nèi)構(gòu)件的吊裝。因此人孔的公稱直徑不得小于450mm，常用的500mm。由此內(nèi)構(gòu)件的寬度不得超過人孔的內(nèi)徑。人孔增加了容器的泄漏點，這是不利的方面，一臺容器上不要設(shè)置過多的人孔。離地較高的人孔，不論是臥式容器還是立式容器，都要附設(shè)扶梯和或操作平臺。壓力容器人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般人孔有兩個手柄。選用時應(yīng)綜合考慮公稱壓力、公稱直徑、工作溫度以及人孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面的因素。人孔的類型很多，選擇使用上有較大的靈活性，其尺寸大小及位置以設(shè)備內(nèi)件安裝和工人進出方便為原則。通常可根據(jù)操作需要，在這考慮壓力較大，可選擇回轉(zhuǎn)蓋對焊法蘭人孔。根據(jù)工作壓力P=3.48MPa選擇人孔根據(jù)JB584-79《回轉(zhuǎn)蓋對焊法蘭人孔》[15]得人孔的尺寸，見表3.3表3.3回轉(zhuǎn)蓋對焊法蘭人孔的尺寸表3.3回轉(zhuǎn)蓋對焊法蘭人孔的尺寸單位：mm總質(zhì)量75567042722530062808829016030505(kg)3.7.1鞍座的選型容器支座有鞍座，圈座和支腿三種，用來支撐容器的重量。鞍式支座是應(yīng)用最廣泛的一種臥式支座。從應(yīng)力分析看，承受同樣載且具有同樣截面幾何形狀和尺寸的梁采用多個支承比采用兩個支承優(yōu)越，因為多支承在粱內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力較小。但在是實際上臥式容器應(yīng)盡可能設(shè)計成雙支座，這是因為當(dāng)支點多于兩個時，各支承平面的影響如容器簡體的彎曲度和局部不圓度、支座的水平度、各支座基礎(chǔ)下沉的不均勻性、容器不同部位抗局部交形的相對剛性等等，均會影響支座反力的分市。因此采用多支座不僅體現(xiàn)不出理論上的優(yōu)越論反而會造成容器受力不均勻程度的增加，給容器的運行安全帶來不利的影響。所以一臺臥式容器支座一般情況不宜多于二個。圈座一般對于大直徑薄壁容器和真空操作的容器。腿式支座簡稱支腿，因這種支座在與容器殼壁連接處會造成嚴(yán)重的局部應(yīng)力，故只適合用于小型設(shè)備(DN≤1600，L≤5m)。綜上考慮在此選擇雙個鞍式支座作為儲罐的支座。選的型號為雙鞍式支座，材料選用Q345-B。由此查JB4712.1-2021容器支座，選取輕型，焊制為BI，包角為，有墊板的鞍座。表3.4鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸單位：mm公稱直徑允許載荷表3.4鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸單位：mm公稱直徑允許載荷鞍座高度腹板螺栓間距底板墊板筋板DNQ/kNhe22004052501013801580240145001010024520829083.7.2鞍座位置的確定通常取尺寸A(見圖3.4)不超過0.2L值，《過程設(shè)備設(shè)計》中規(guī)定，A最大不超過0.25L。否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，故(3.6)由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度，故封頭對于圓筒的抗彎鋼度具有局部的加強作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對支座處圓筒截面的加強作用。因此，JB4731還規(guī)定當(dāng)滿足時，最好使，即(3.7)所以鞍座位置取3.8接管、法蘭的選擇罐式集裝箱設(shè)有溫度計口、壓力計口、安全閥口、液相口、氣相口和人孔。根據(jù)HG/T8163-2021《輸送流體用無縫鋼管》[17]，取液相口接管、氣相口接管的無縫鋼管。法蘭連接主要優(yōu)點是密封可靠、強度足夠及應(yīng)用廣泛。缺點是不能快速拆卸、制造成本較高。壓力容器法蘭分為平焊法蘭和對焊法蘭。法蘭設(shè)計應(yīng)使各項應(yīng)力分別接近材料的許用應(yīng)力直，即結(jié)構(gòu)在各個方向的強度都得到充分的發(fā)揮。3.9壓力表的選擇由《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[18]中可知壓力表選用和安裝要求。

壓力表選用的要求如下：（1）選用的壓力表，必須與壓力容器內(nèi)的介質(zhì)相適應(yīng)。

（2）

低壓容器使用的壓力表精度不應(yīng)低于2.5級；中壓及高壓容器使用的壓力表精度不應(yīng)低于1.5級

（3）壓力表盤刻度限值應(yīng)為最高工作壓力的1.5～3.0倍。表盤直徑不應(yīng)小于100mm。

壓力表的安裝要求如下：（a）裝設(shè)位置應(yīng)便于操作人員觀察和清洗，且應(yīng)避免受到輻射熱、凍結(jié)或震動的不利影響。

（b）壓力表與壓力容器之間，應(yīng)裝設(shè)三通旋塞或針形閥，三通旋塞或針形閥上應(yīng)有開啟標(biāo)記和鎖緊裝置；壓力表與壓力容器之間，不得連接其他用途的任何配件或接管。

（c）用于水蒸氣介質(zhì)的壓力表，在壓力表與壓力容器之間應(yīng)裝有存水彎管。

（d）用于具有腐蝕性或高粘度介質(zhì)的壓力表，在壓力表與壓力容器之間應(yīng)裝設(shè)能隔離介質(zhì)的緩沖裝置。

本設(shè)計選用壓力計：精度等級1.5級，測量范圍0-6MPa，型號Y-100Z。結(jié)構(gòu)如圖3.5。選擇與之配套的壓力表截止閥，壓力表截止閥：(又叫針型閥)是儀表測量管路系統(tǒng)中重要組成部分，主要有截止閥和球閥，其功用是作開啟或切斷管道通路用。本文選擇PN4的壓力表截止閥。圖3.5壓力計結(jié)構(gòu)3.10溫度計的選擇溫度計，是測溫儀器的總稱，可以準(zhǔn)確的判斷和測量溫度。利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮等的現(xiàn)象為設(shè)計的依據(jù)。有煤油溫度計、酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計、電阻溫度計、溫差電偶溫度計、輻射溫度計和光測溫度計、雙金屬溫度計等多種種類供我們選擇。根據(jù)使用目的的不同，已設(shè)計制造出多種溫度計。其設(shè)計的依據(jù)有：利用固體、液體、氣體受溫度的影響而熱脹冷縮的現(xiàn)象；在定容條件下，氣體(或蒸汽)的壓強因不同溫度而變化；熱電效應(yīng)的作用；電阻隨溫度的變化而變化；熱輻射的影響等。本文的設(shè)計條件為測量低溫的現(xiàn)場檢查，所以我們采用可以直接測量各種生產(chǎn)過程中的-80oC~+500oC范圍內(nèi)液體和氣體介質(zhì)溫度的雙金屬溫度計。其工作原理是基于繞制成環(huán)形彎曲狀的雙金屬片組成。一端受熱膨脹，帶動指針旋轉(zhuǎn)，工作儀表便顯示出熱電勢所在的溫度值。本文選擇型號為WSS-401的雙金屬溫度計(軸向型)，安裝固定形式為可動外螺紋，測溫范圍在-40-80oC，表3.6：表3.6雙金屬溫度計(軸向型)單位：mm形式軸向型10550110300103.11接地板和防波板的選擇HG20584-2021[19]中，由于靜電可能影響容器安全操作時，應(yīng)考慮設(shè)置接地板。接地板應(yīng)直接焊于設(shè)備或支座上材料應(yīng)選鍍鋅鋼材或不銹鋼當(dāng)設(shè)備直徑大于2.5m或容積大于等于50m3時，應(yīng)設(shè)置兩處以上接地點，其間距不大于30mm該設(shè)備選用80mm50mm鍍鋅鋼，焊接在框架上防波板的設(shè)置是為了防止罐車運行和制動時減少介質(zhì)對罐體的沖擊，每個防波板的有效面積應(yīng)大于罐體橫斷面積的40%，防波板的安裝位置，應(yīng)使上部弓形面積小于罐體橫斷面積的20%。防波板與罐體的聯(lián)接應(yīng)采用牢固的結(jié)構(gòu)，防止產(chǎn)生裂紋和脫落。盛裝介質(zhì)為液化氣體或低溫液體的移動壓力容器應(yīng)設(shè)置防波板，罐體每個防波段的容積一般不得大于3m3。4開孔補強設(shè)計GB150-2021中圓筒上開孔范圍：當(dāng)其內(nèi)徑時，開孔最大直徑，且當(dāng)其內(nèi)徑時，開孔最大直徑，且封頭上開孔范圍：凸形封頭或球形殼體的最大開孔直徑d≤1/2Di；錐殼(或錐形封頭)的開孔最大直徑d≤1/3Di；橢圓形封頭或蝶形封頭過渡部分開孔時，其孔的中心線宜垂直于封頭表面。不另行補強的最大開孔直徑：設(shè)計壓力小于或等于2.5Mpa時在殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距大于兩孔直徑之和的2.5倍接管公稱外徑不大于89mm接管厚度滿足表4.1要求，不另行補強。表4.1接管厚度單位:mm接管公稱外徑253238454857657689最小壁厚3.54.05.06.0故該儲罐中有DN=500mm的人孔需要補強。補強圖見圖4.2。圖4.2補強圖4.1人孔補強4.1.1補強方法判別開孔直徑：(4.1)(4.2)接管材料選用10號鋼，殼體開孔處的厚度接管的有效厚度：(4.3)強度削弱系數(shù)(4.4)根據(jù)GB150-2021中8-1，所以開孔補強面積為(4.5)4.1.2有效補強范圍有效寬度B的確定：按GB150中式8-7，得：(4.6)(4.7)(4.8)外側(cè)有效高度的確定：根據(jù)GB150中8-8，得：(4.9)(4.10)內(nèi)側(cè)有效高度的確定：根據(jù)GB150-2021中8-9，得：(4.11)(4.12)4.1.3有效補強面積根據(jù)GB150中8-10~8-13，計算如下：筒體多余面積：(4.13)接管的多余面積：接管厚度：(4.14)(4.15)焊縫金屬截面積，焊角取10.0mm(4.16)補強面積：(4.17)因為，所以開孔需另行補強所需另行補強面積：(4.18)4.1.4補強圈設(shè)計補強圈結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，應(yīng)用廣泛。但補強圈與殼體之間存在著一層靜止的氣隙，傳熱效果差，致使二者溫差與熱膨脹差較大，容易引起溫差應(yīng)力。補強圈與殼體相焊時，使此處的剛性變大，對角焊縫的冷卻收縮起較大的約束作用，容易在焊縫處造成裂紋。特別是高強度鋼淬硬性大，對焊接裂紋比較敏感，更易開裂。還由于補強圈和殼體或接管金屬沒有形成一個整體，因而抗疲勞性能差。GB150-2021規(guī)定，采用補強圈結(jié)構(gòu)補強時應(yīng)遵循：(1)鋼材的標(biāo)準(zhǔn)抗拉強度下限值σb≤540MPa；(2)補強圈厚度小于或等于1.5δn；(3)殼體名義厚度δn≤38mm。根據(jù)DN500選補強圈，參照補強圈標(biāo)準(zhǔn)JB/T4736《補強圈》[20]，取補強圈外徑D’=1000mm。因為B>D’，所以在有效補強范圍。補強圈內(nèi)徑d’=510mm.補強圈厚度：(4.19)取補強材料與殼體材料相同，設(shè)計時取5焊接和無損檢測5.1焊接容器各受壓元件的組裝通常采用焊接。焊接接頭是焊縫、融合線和熱影響區(qū)的總稱，焊縫是焊接接頭的主要部分。焊接接頭的形式和坡口形式的設(shè)計直接影響到焊接的質(zhì)量與容器的安全。焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)在化工容器的裝配總圖或部件圖中以節(jié)點圖表示出來。容器上不同部位不同部件間的連接焊縫可按其在整體強度與安全中所處地位的不同將它們分為A、B、C、D四類，以合理地設(shè)計這些焊縫結(jié)構(gòu)和進行合適的質(zhì)量控制與檢驗。焊縫接頭分布圖由JB/T4784-2021[21]中可得，可見本文圖5.1。圖5.1罐體主要受壓部分A、B、C、D類焊接接頭容器殼體上的縱向及環(huán)向焊縫、凸形封頭上的拼縫，即A、B兩類焊縫，是容器上要求最高的焊縫，對容器的安全至關(guān)重要，必須采用對接焊。對接焊縫易于焊透，質(zhì)量易于保證，易于作無損檢測，可得到最好的焊縫質(zhì)量。不允許用搭焊。焊縫坡口設(shè)計是焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，合適的坡口可讓焊條或焊絲伸人坡口根部，以保證焊透。坡口的基本尺寸為坡口角度a、根高P和根距C。容器設(shè)計圖紙上對重要的焊接接頭必須用節(jié)點圖表明坡口這三個尺寸的具體數(shù)值。坡口的基本尺寸見圖5.2。圖5.2坡口的基本尺寸采用電弧焊。鋼板厚度大于16mm的碳素鋼和低合金鋼制低溫容器或元件應(yīng)進行焊后熱處理。5.2無損檢測根據(jù)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，對壓力容器對接接頭進行全部（100%）或局部（20%）無損檢測：當(dāng)采用射線檢測時，其透照質(zhì)量不應(yīng)低于AB級，其合格級別為III級，且不允許有未焊透；當(dāng)采超聲檢測時，其合格級別為II級。

對GB150標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定進行全部（100%）無損檢測壓力容器、第三類壓力容器、焊縫系數(shù)取1.0的壓力容器以及無法進行內(nèi)外部檢驗或耐壓試驗的壓力容器，其對接接頭進行全部（100%）無損檢測：當(dāng)采用射線檢測時，其透照質(zhì)量不應(yīng)低于AB級，其合格級別為II級；當(dāng)采用超聲檢測時，其合格級別為I級。裝運危險貨物的罐式集裝箱受壓殼體對接焊縫及與受壓殼體連接的管路對接焊縫應(yīng)進行100％射線探傷。罐體的A、B類焊縫進行100%射線透照檢測，按JB/T4730.2-2021《壓力容器無損檢測》[22]得規(guī)定，射線透照質(zhì)量等級不低于AB級，焊縫缺陷II級合格。C、D類焊縫進行100%磁粉檢測，按照J(rèn)B/T4730.4-2021規(guī)定焊縫I級合格。6校核計算6.1液壓試驗應(yīng)力校核試驗壓力：(6.1)圓筒的薄膜應(yīng)力：(6.2)因為：【—圓筒材料在試驗溫度下的屈服點(或0.2%屈服強度)，MPa】(6.3)，所以水壓試驗合格。6.2設(shè)計溫度下圓筒的應(yīng)力最大允許工作壓力：(6.4)設(shè)計溫度下計算應(yīng)力：(6.5)因此，校核合格。6.3圓筒軸向彎矩計算總重：(6.6)(6.7)(6.8)6.3.1圓筒中間截面上的軸向彎矩根據(jù)JB/T4731-2021《鋼制臥式壓力容器》[23]中式7-2，得(6.9)6.3.2支座處橫截面的軸向彎矩根據(jù)JB/T4731-2021《鋼制臥式壓力容器》中式7-3，得(6.10)從而可以繪制出受力分析圖，如圖6.1。圖6.1臥式儲罐受力分析圖6.1臥式儲罐受力分析6.4圓筒軸向應(yīng)力計算及校核6.4.1圓筒中間截面上由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力查JB/T4731-2021《鋼制臥式壓力容器》中表7-1，得，，、為“扁塌”現(xiàn)象引起的抗彎截面模量減少系數(shù)。根據(jù)JB/T4731-2021《鋼制臥式壓力容器》中式7-4~7-7，得最高點處：(6.11)最低點處：(6.12)6.4.2由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力計算及校核如果圓筒不設(shè)加強圈，且A>0.5Ri，由于支座處截面受剪力作用而產(chǎn)生周向彎矩，在周向彎矩的作用下，導(dǎo)致支座處圓筒的上半部發(fā)生變形，產(chǎn)生所謂“扁塌”現(xiàn)象。“扁塌”一旦發(fā)生，那么支座處圓筒截面的上部就成為難以抵抗軸向彎矩的“無效截面”，而剩下的圓筒下部截面才是能夠承擔(dān)軸向彎矩的“有效截面”[24]。鞍座平面上，由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力，按下式計算：當(dāng)圓筒在鞍座平面上有加強圈或被封頭加強（即A<Rm/2）時即圓筒在鞍座平面上或靠近鞍座處有加強圈或被封頭加強時，軸向應(yīng)力位于橫截面最高點處。(6.13)(2)在橫截面最低點處得軸向應(yīng)力：(6.14)6.4.3圓筒軸向應(yīng)力校核(6.15)根據(jù)圓筒材料查《過程設(shè)備設(shè)計》[23]圖4-8，得得：，6.5切向剪應(yīng)力的計算及校核6.5.1圓筒切向剪應(yīng)力的計算根據(jù)JB/T4731-2021中表7-2，得，根據(jù)JB/T4731-2021中式7-9計算圓筒中剪應(yīng)力：(6.16)(6.17)由于，所以圓筒被封頭加強。根據(jù)JB/T4731-2021中式7-10計算最大剪應(yīng)力：(6.18)6.5.2切向剪應(yīng)力的校核筒的切向剪應(yīng)力，封頭的切向剪應(yīng)力(6.19)(6.20)因為：6.6圓筒周向應(yīng)力的計算和校核當(dāng)筒體上鞍座墊板的寬度不小于b2，且鞍座墊板的包角達到(θ+12°)時，則可認(rèn)為鞍座墊板起到加強作用，并與筒體一起承受周向壓縮應(yīng)力及周向彎曲應(yīng)力。如果以上兩個條件均不滿足，則認(rèn)為鞍座墊板不起加強板的作用，即僅由筒體承受周向壓縮應(yīng)力和周向彎曲應(yīng)力。根據(jù)鞍座尺寸圓筒的有效寬度：(6.21)得：6.6.1在橫截面最低點處的軸向應(yīng)力根據(jù)JB/T4731-2021中表7-3，得，根據(jù)JB/T4731-2021中式7-18，(6.22)6.6.2在鞍座邊角處的軸向應(yīng)力根據(jù)《過程設(shè)備設(shè)計》式(5-52b)有：當(dāng)時：(6.23)軸向應(yīng)力、分布見圖6.3。圖6.3軸向應(yīng)力、分布圖6.6.3周向應(yīng)力校核根據(jù)JB/T4731-2021中式：(6.24)(6.25)得：6.7鞍座應(yīng)力計算及校核根據(jù)JB/T4731-2021中表7-5得水平分力：(6.26)腹板的水平應(yīng)力：計算高度：(6.27)鞍座腹板厚度：鞍座墊板實際寬度：鞍座墊板有效寬度：(6.28)腹板水平應(yīng)力：(6.29)由此得：(6.30)校核合格6.8夏比V型缺口沖擊試驗根據(jù)《集裝箱檢驗規(guī)范》2021(中國船級社)中3.1.6所述：除政府主管機關(guān)另有規(guī)定外，用于制造裝運危險貨物罐式集裝箱的角柱、端側(cè)梁等主要支撐構(gòu)件應(yīng)進行夏比V型缺口沖擊試驗，試驗溫度為－20oC，最小平均沖擊值為27J。夏比V型缺口沖擊值的要求為3個全尺寸(10mm×10mm)試樣的最小平均沖擊值和最小的單個試樣沖擊值。沖擊試驗結(jié)果僅允許有1個試樣的沖擊值低于規(guī)定的平均值，但不得低于該平均值的70%。如果3個最初的夏比V型缺口試樣的平均沖擊值沒有達到規(guī)定的要求，則可以從同一材料中再取3個附加試樣進行試驗。將所的結(jié)果與原先獲得得試驗結(jié)果組成1個新的平均值。如果這個新的平均值符合要求，而且，低于要求的平均值的個別結(jié)果不多于2個且低于單個試樣要求值的試樣結(jié)果不多于1個，則可以接受此件或這批材料。罐體材料以及框架的立柱、角件、橫梁及底斜撐須進行夏比V型缺口沖擊試驗，試驗溫度為－20oC或最低設(shè)計溫度，取其低者，采用橫向試樣，最小平均沖擊值不小于27J。7桿件的強度及剛度校核(1)在運動方向（縱向）：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg(2)在與運動方向成直角的水平方向：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(3)垂直向上：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(4)垂直向下：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg7.1橫梁的校核圖7.1橫梁方鋼尺寸及鋼管的左視剖面受力圖橫梁方鋼的尺寸：方形鋼，尺寸及受力見圖7.1。面積：(7.1)在與運動方向成直角的水平方向：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(7.2)垂直向下：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg(7.3)(7.4)(7.5)垂直向上：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(7.6)(7.7)(7.8)在運動方向（縱向）：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg(7.9)(7.10)(7.11)合力：(7.12)(7.13)(7.14)橫梁方鋼滿足強度、剛度要求7.2立柱的校核立柱方鋼的尺寸：方形鋼，尺寸及受力見圖7.1。圖7.2立柱方鋼尺寸及鋼管的主視剖面受力圖面積：(7.15)在與運動方向成直角的水平方向：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(7.16)垂直向下：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg(7.17)(7.18)(7.19)垂直向上：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(7.20)(7.21)(7.22)在運動方向（縱向）：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg(7.23)(7.24)(7.25)合力：(7.26)(7.27)(7.28)立柱方鋼滿足強度、剛度要求7.3底斜撐的校核底斜撐方鋼的尺寸：方形鋼，尺寸及受力見圖7.3。圖7.3底斜撐鋼管尺寸及俯視剖面受力圖面積：(7.29)在與運動方向成直角的水平方向：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(7.30)垂直向下：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg(7.31)(7.32)(7.33)垂直向上：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(7.34)(7.35)(7.36)在運動方向（縱向）：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg(7.37)(7.38)(7.39)合力：(7.40)(7.41)(7.42)底斜撐方鋼滿足強度、剛度要求。81CC罐式集裝箱應(yīng)力分析及強度校核8.1概述本分析報告旨在確定1CC罐式集裝箱在各種工況下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，以確認(rèn)其是否符合有關(guān)要求。本分析報告的主要依據(jù)是：(1)《國際海運危險貨物規(guī)則》(IMDGCODE)(2)《集裝箱檢驗規(guī)范》2021(中國船級社)(3)JB4732-1995《鋼制壓力容器—分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》[25](4)1CC型罐式集裝箱圖紙和技術(shù)資料罐式集裝箱進行的堆碼試驗項目：本分析考慮了《集裝箱檢驗規(guī)范》(中國船級社)中規(guī)定的關(guān)于罐式集裝箱進行的堆碼試驗項目。不得大于9層，也不得小于848000N。慣性力的作用：本分析考慮了如下慣性力的作用：(1)在運動方向(縱向)：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg(2)在與運動方向成直角的水平方向：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(3)垂直向上：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg(4)垂直向下：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg8.2SolidWorks分析原理SolidWorks軟件系統(tǒng)提供了強大的、基于特征的實體建模功能和裝配設(shè)計功能。同時，還提供了多個高級曲面處理和過渡的功能，如混合過渡、剪裁、延伸和縫合等，而且是完全參數(shù)化的，從而能夠生成由復(fù)雜曲面產(chǎn)生的實體。通過對設(shè)計模型的裝配，可以發(fā)現(xiàn)零件設(shè)計尺寸是否正確、整個裝配體的零件之間有沒有產(chǎn)生干涉、干涉量有多少。通過可視化的三維設(shè)計，保證了產(chǎn)品設(shè)計的合理性、高效性。使用SolidWorks時，首先使用其三維造型功能將零件的三維實體模型造出，然后使用其裝配功能將所有的零件進行裝配[26]。8.2.1幾何尺寸罐體筒體內(nèi)徑為2200mm，壁厚26mm。橢圓形封頭壁厚26mm。罐箱框架外部尺寸為6058mm×2438mm×2591mm，具體尺寸見相關(guān)圖紙。8.2.2模型及網(wǎng)絡(luò)對于本分析的罐式集裝箱，模型簡化時，忽略罐體上各種開口的存在。結(jié)構(gòu)模型見圖8.1。圖8.11CC型罐式集裝箱結(jié)構(gòu)模型8.2.3載荷及約束載荷：按5種工況進行分析(1)在運動方向(縱向)：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg；(2)在與運動方向成直角的水平方向：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg；(3)垂直向上：總質(zhì)量的一倍重力加速度mg；(4)垂直向下：總質(zhì)量的兩倍重力加速度2mg；(5)堆碼試驗項目：不得大于9層，也不得小于848000N。約束：在框架底部四個支腿處加全約束。8.3實驗項目的應(yīng)力分析堆碼試驗：試驗方法：將集裝箱置于堅固的水平平臺上，由箱體的4個底角件支承，往箱內(nèi)裝入相當(dāng)于1.8R-T的均布載荷，外載荷施于頂角件上，使每一個頂角件同時承受垂向力，也可以按前后端框架分別進行試驗。外載荷通過墊在中間的另一下角件或模擬件(與角件實物具有同樣的尺寸、開孔、倒角、棱邊圓角及公差要求)施加于被試驗的箱體上。每一個角件或模擬件應(yīng)在相同的方向偏心施加外載荷。至少應(yīng)進行橫向25.4mm，縱向38mm，兩個偏心施加外載荷的試驗。四個立柱頂部部分分別垂直向下作用，F(xiàn)=848000N?？紤]框架受力，計算結(jié)果如下：8.4最大工作負荷加慣性力作用下的應(yīng)力分析8.4.1運動方向(縱向)兩倍重力加速度時的應(yīng)力強度計算與校核計算結(jié)果如下：由圖8.2可知，立柱的最大合成應(yīng)力為85.83807MPa圖8.2堆碼試驗時框架的應(yīng)力分布圖8.3運動方向(縱向)兩倍重力加速度時的筒體應(yīng)力分布圖8.4運動方向(縱向)兩倍重力加速度時的框架應(yīng)力分布應(yīng)力分布如圖8.3和8.4所示，罐體最大應(yīng)力在支撐圈處為34.04014MPa，框架最大應(yīng)力為41.40251MPa。8.4.2與運動方向垂直的水平方向一倍重力加速度時應(yīng)力強度計算與校核計算結(jié)果如下：圖8.5與運動方向垂直的水平方向一倍重力加速度時罐體的應(yīng)力分布圖8.6與運動方向垂直的水平方向一倍重力加速度時框架的應(yīng)力分布應(yīng)力分布如圖8.5和8.6所示，罐體最大應(yīng)力在支撐圈處為58.15266MPa，框架最大應(yīng)力為142.2609MPa。8.4.3垂直向上一倍重力加速度時應(yīng)力強度計算與校核計算結(jié)果如下：圖8.7垂直向上一倍重力加速度時罐體應(yīng)力分布圖8.8垂直向上一倍重力加速度時框架應(yīng)力分布應(yīng)力分布如圖8.7和8.8所示，罐體最大應(yīng)力在支撐圈處為43.51349MPa，框架最大應(yīng)力為55.27379MPa。8.4.4垂直向下二倍重力加速度時應(yīng)力強度計算與校核計算結(jié)果如下：圖8.9垂直向下二倍重力加速度時的罐體應(yīng)力分布圖8.10垂直向下二倍重力加速度時的框架應(yīng)力分布應(yīng)力分布如圖8.9和8.10所示，罐體最大應(yīng)力在支撐圈處為87.49042MPa，框架最大應(yīng)力為103.3251MPa。8.5應(yīng)力分析結(jié)論罐體材料16MnDR，厚度為21~38mm的16MnDR板在常溫下的屈服極限為295MPa。支撐圈的材料Q345R，厚度為21~38mm的Q345R板在常溫下的屈服極限為345MPa?？蚣艿牧⒅牧鲜荙345B，厚度為6~16mm的Q345B板在常溫下的屈服點為，框架的其他部分材料是20，在常溫下材料的屈服點為根據(jù)中國船級社《集裝箱檢驗規(guī)范》(2021)規(guī)定應(yīng)通過實驗測試或有限元計算確認(rèn)罐式集裝箱在最大工況負荷下承受本章條規(guī)定的各種慣性力單獨作用下，其罐體、框架及其之間連接構(gòu)件的VonMises合成應(yīng)力安全系數(shù)如下：(1)對于屈服點明確的金屬，按已確定的屈服應(yīng)力eR，取安全系數(shù)1.5；(2)對于屈服點不明確的金屬，按0.2%規(guī)定非比例伸長(對奧氏體鋼為1.0%)的屈服應(yīng)力eR，去安全系數(shù)1.5。表8.1主要構(gòu)件許用應(yīng)力單位：MPa構(gòu)件屈服極限許用應(yīng)力罐體295157支撐圈345230立柱345230框架其余部分245163堆碼工況的許用應(yīng)力值為主要構(gòu)件的許用應(yīng)力見表8.1。上述計算結(jié)果表明，堆碼工況的框架立柱的最大應(yīng)力小于345MPa的許用應(yīng)力值。在最大工作負荷下承受本章條規(guī)定的各種慣性力單獨作用下，其罐體、框架及其連接構(gòu)件的VonMises合成應(yīng)力滿足中國船級社編制的《集裝箱檢驗規(guī)范》(2021)規(guī)定，合格。9結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計，我完成了1CC罐式集裝箱的設(shè)計及應(yīng)力分析，罐式集裝箱為移動式儲運設(shè)備，按相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進行設(shè)計。通過收集和查閱了大量國內(nèi)外儲罐的相關(guān)資料，論證了罐式集裝箱的運輸方式及C型儲罐的筒體和封頭形式，從設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、設(shè)計載荷、罐體及封頭厚度、選用材料、應(yīng)力及強度校核等多方面詳細敘述罐式集裝箱的設(shè)計方法及流程。對人孔進行了開孔補強計算，接著對罐式集裝箱支撐結(jié)構(gòu)和強度進行了設(shè)計和計算?？芍诖_定儲罐及支撐構(gòu)件尺寸時，通過校核貨罐的軸向應(yīng)力、周向應(yīng)力及剪切應(yīng)力設(shè)計出的結(jié)構(gòu)存在高應(yīng)力集中區(qū)域，還應(yīng)校核船舶運動引起的動載荷狀況，進一步對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。通過SolidWorks軟件校核在各種工況下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，以確認(rèn)其是否符合有關(guān)要求。在框架底部四個支腿處加全約束，對5種工況分別進行校核計算。若校核不通過，可以在對儲罐結(jié)構(gòu)加強的措施中，增加儲罐板厚，改變支座位置及在內(nèi)壁上增設(shè)加強圈。經(jīng)校核得出，罐體、框架及其連接構(gòu)件的VonMises合成應(yīng)力滿足中國船級社編制的《集裝箱檢驗規(guī)范》(2021)。降低運輸成本，提高運輸效率，是設(shè)備制造廠和運輸行業(yè)的共同目標(biāo)?？蚣芤惺芄奘郊b箱在運輸過程中的各項載荷。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，運用SolidWoks軟件，對框架結(jié)構(gòu)及罐體進行應(yīng)力校核，同時對各個構(gòu)件進行優(yōu)化。在保證框架結(jié)構(gòu)安全的前提下，盡量減輕框架質(zhì)量，增加罐式集裝箱的裝載質(zhì)量[27]。通過此次畢業(yè)設(shè)計，增強了我把知識運用到實際的能力，加深了對課本知識的理解。使用國家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進行設(shè)計，掌握了罐式集裝箱設(shè)計及應(yīng)力分析的全過程；并且鍛煉了我查閱和綜合分析文獻資料的能力，進行設(shè)計方法和設(shè)計方案的可行性研究和論證。參考文獻[1]張建良．罐式集裝箱的市場前景[J]．集裝箱工業(yè)，2021，(5)：45-46．[2]魏鋒，劉福祿，張延豐，等．壓力容器設(shè)計知識[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2021．[3]張君瑛，章學(xué)來，李品友．LNG蓄冷及其冷能的應(yīng)用[J]．低溫與特氣，2021，23(5)：6-9．[4]葉勇．罐式集裝箱安全裝置的計算[J]．設(shè)計計算，2021，22(3)：12-13．[5]GB150-2021，鋼制壓力容器[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[6]CCS，集裝箱檢驗規(guī)范[S]．北京：中國船級社，2021．[7]劉建平．鐵路罐式集裝箱設(shè)計的研究[J]．專業(yè)運輸，2021，35(4)：35-38．[8]劉道忠．黃磷罐式集裝箱的強度計算與測試[J]．集裝箱化，2021(5):33-36．[9]鄭津洋，陳志平，孫國有．壓力容器設(shè)計技術(shù)進展及我國應(yīng)采取的對策[J]．石油機械，2021，29(3)：1-4．[10]董大勤，袁鳳隱．壓力容器設(shè)計手冊[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2021．[11]HG20581-2021，鋼制化工容器材料選用規(guī)定[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[12]JB/T4746-2021，鋼制壓力容器用封頭[S]．北京中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[13]GB1835-1980，集裝箱角件的技術(shù)條件[S]．北京中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1980．[14]鄭津洋，董其伍，桑芝富．過程設(shè)備設(shè)計[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2021．[15]JB584-1979，回轉(zhuǎn)蓋對焊法蘭人孔[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1979．[16]JB4712.1-2021，鞍式支座[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[17]HG/T8163-2021，輸送流體用無縫鋼管[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[18]壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S]．北京：中國勞動社會保障出版社，2021．[19]HG20584-2021，鋼制化工容器制造技術(shù)要求[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[20]JB/T4736-2021，補強圈[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[21]JB/T4784-2021，低溫液體罐式集裝箱[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[22]JB/T4730.2-2021，壓力容器無損檢測[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[23]JB/T4731-2021，鋼制臥式壓力容器[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2021．[24]UweHornung，HelmutSaal．Bucklingloadsoftankshellswithimperfections[J]．JournalofConstructionalSteelResearch，2021，(53)：503-333．[25]JB4732-1995，鋼制壓力容器—分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S]．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1995．[26]常興，劉國峰．SolidWorks軟件在機械原理教學(xué)中的應(yīng)用[J]．焦作大學(xué)學(xué)報：2021，7(3)：80-81．[27]葉健明．20英尺C3類罐式集裝箱的試制[J]．化學(xué)工程與裝備，2021，7：65-67．致謝在完成畢業(yè)論文之際，我要衷心感謝辛勤指導(dǎo)我的導(dǎo)師張鎖龍教授，論文從選題到撰寫的過程中自始至終得到張老師的悉心關(guān)懷和指導(dǎo)，傾注了他大量的心血。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、對事業(yè)的執(zhí)著追求和淵博的知識也令我受益匪淺、終生難忘，為我以后的工作和生活樹立了典范。論文即將完成，在校的學(xué)習(xí)生活也即將結(jié)束，自己深感學(xué)有所成。本論文的完成是對我學(xué)習(xí)階段的主要研究內(nèi)容的總結(jié)，也是對所有關(guān)心我的師長及親友的一個很好的匯報。感謝學(xué)校給我們提供這次學(xué)習(xí)的機會，在課題研究過程中，得到了同學(xué)以及我們宿舍其他人的熱心幫助，在此表示感謝。最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計中被我引用或參考的論著的作者。

咖啡店創(chuàng)業(yè)計劃書第一部分：背景在中國，人們越來越愛喝咖啡。隨之而來的咖啡文化充滿生活的每個時刻。無論在家里、還是在辦公室或各種社交場合，人們都在品著咖啡?？Х戎饾u與時尚、現(xiàn)代生活聯(lián)系在一齊。遍布各地的咖啡屋成為人們交談、聽音樂、休息的好地方，咖啡豐富著我們的生活，也縮短了你我之間的距離，咖啡逐漸發(fā)展為一種文化。隨著咖啡這一有著悠久歷史飲品的廣為人知，咖啡正在被越來越多的中國人所理解。第二部分：項目介紹第三部分：創(chuàng)業(yè)優(yōu)勢目前大學(xué)校園的這片市場還是空白，競爭壓力小。而且前期投資也不是很高，此刻國家鼓勵大學(xué)生畢業(yè)后自主創(chuàng)業(yè)，有一系列的優(yōu)惠政策以及貸款支持。再者大學(xué)生往往對未來充滿期望，他們有著年輕的血液、蓬勃的朝氣，以及初生牛犢不怕虎的精神，而這些都是一個創(chuàng)業(yè)者就應(yīng)具備的素質(zhì)。大學(xué)生在學(xué)校里學(xué)到了很多理論性的東西，有著較高層次的技術(shù)優(yōu)勢，現(xiàn)代大學(xué)生有創(chuàng)新精神，有對傳統(tǒng)觀念和傳統(tǒng)行業(yè)挑戰(zhàn)的信心和欲望，而這種創(chuàng)新精神也往往造就了大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的動力源泉，成為成功創(chuàng)業(yè)的精神基礎(chǔ)。大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的最大好處在于能提高自己的潛力、增長經(jīng)驗，以及學(xué)以致用;最大的誘人之處是透過成功創(chuàng)業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)自己的理想，證明自己的價值。第四部分：預(yù)算1、咖啡店店面費用咖啡店店面是租賃建筑物。與建筑物業(yè)主經(jīng)過協(xié)商，以合同形式達成房屋租賃協(xié)議。協(xié)議資料包括房屋地址、面積、結(jié)構(gòu)、使用年限、租賃費用、支付費用方法等。租賃的優(yōu)點是投資少、回收期限短。預(yù)算10-15平米店面，啟動費用大約在9-12萬元。2、裝修設(shè)計費用咖啡店的滿座率、桌面的周轉(zhuǎn)率以及氣候、節(jié)日等因素對收益影響較大。咖啡館的消費卻相對較高，主要針對的也是學(xué)生人群，咖啡店布局、格調(diào)及采用何種材料和咖啡店效果圖、平面圖、施工圖的設(shè)計費用，大約6000元左右3、裝修、裝飾費用具體費用包括以下幾種。(1)外墻裝飾費用。包括招牌、墻面、裝飾費用。(2)店內(nèi)裝修費用。包括天花板、油漆、裝飾費用，木工、等費用。(3)其他裝修材料的費用。玻璃、地板、燈具、人工費用也應(yīng)計算在內(nèi)。整體預(yù)算按標(biāo)準(zhǔn)裝修費用為360元/平米，裝修費用共360*15=5400元。4、設(shè)備設(shè)施購買費用具體設(shè)備主要有以下種類。(1)沙發(fā)、桌、椅、貨架。共計2250元(2)音響系統(tǒng)。共計450(3)吧臺所用的烹飪設(shè)備、儲存設(shè)備、洗滌設(shè)備、加工保溫設(shè)備。共計600(4)產(chǎn)品制造使用所需的吧臺、咖啡杯、沖茶器、各種小碟等。共計300凈水機，采用美的品牌，這種凈水器每一天能生產(chǎn)12l純凈水，每一天銷售咖