4 染色机应力集中研究
    因材料的屈服或断裂大多数都是从局部开始，逐渐延伸扩展，本文选取点处理法，进行应力强度评定，即：通过各应力集中部位的最大应力点，来判断是否达到材料的屈服强度。
    本文主要选取以下9个应力集中部位进行重点研究：
   （1）支臂组焊件与上封头连接部位；
   （2）支臂组焊件与支座组焊件销轴连接部位；
   （3）支座组焊件与筒体连接部位（E类焊缝）；
   （4）吊耳与筒体连接部位（E类焊缝）；
   （5）槽盖法兰啮合齿部位；
   （6）槽体法兰啮合齿部位；
   （7）安全阀接管与筒体连接部位（D类焊缝）；
   （8）安全联锁排气阀接管与筒体连接部位（D类焊缝）；
   （9）加热器接管与下封头连接部位（D类焊缝）。
    分别在工作压力0.45 MPa、设计压力0.50MPa和耐压试验压力0.64 MPa工况下，对该立式析，通过分析软件探测功能，依次采集上述9个应力集中部位的VonMises应力值，结果如图6所示。

    从图6中可以看到：在最低压力即工作压力0.45 MPa下，部位5和6的应力值分别为118.9 MPa、227.2 MPa，都已经超出S3040811材质的许用应力值101.6 MPa，这两个部位已经处于危险情况，其余部位最大应力值114.7MPa出现在部位4，但未达到S31603材质的许用应力值115.2 MPa，相对比较安全；在最危险工况，即耐压试验工况下，多个位置的应力值超出材料的许用应力（注：部位5、6材质为530408 II，其余部位材质为531603），应力值最大的部位是6—槽体法兰啮合齿部位，其VonMises值大小为323.3 MPa，超出53040811材料的屈服应力205 MPa，低于材料的断裂强度，两个最安全的部位为1和7，分别是82.1 MPa、114.6 MPa。

    5 应力集中改善建议
    通过上文对立式纱缸染色机应力集中部位进行研究发现，最大VonMises值出现在快开门啮合部位，即部位6—槽体法兰啮合齿部位，如图7所示。

    部位6是立式纱缸染色机应力最为集中的部位，这是因为在染色机工作或耐压试验过程中，上封头在内部压力作用下，有向上抬起的倾向，而部位6恰好是通过啮合齿之间的啮合作用阻止其向上移动，其相互间作用力较大，因此在槽体法兰啮合齿根部应力集中部位产生最大VonMises应力323.3 MPa。
    通过查看该染色机设计图纸发现：设计者在对该部位进行设计时，未考虑该部位应力集中情况，在半径为2 mm的倒角设计处，又沿壁厚方向向内延伸，缩小了槽体啮合齿部位根部的厚度，如图8（a）所示，此部位的倒角缓解了结构应力集中，但沿壁厚方向的伸进，反而造成该部位结构的不连续性，加大了该部位应力集中的严重程度，致使该部位成为测试样机中应力最大的位置。针对上述设计问题，提出修改建议如图8（b）所示：在半径为2 mm的倒角处，不采取沿壁厚方向向内的延伸设计，而采用直角圆滑过渡方式，减少结构的不连续性，避免应力集中加剧局面出现。

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