压力容器专题 | 筒体开孔接管区域分析

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案例来源:余伟炜和高炳军老师的著作《ANSYS在机械与化工装备中的应用》是ANSYS经典界面在压力容器行业应用的经典教材。近些年,Workbench界面已经成为主流,ANSYS经典界面式微,可以说已经过时。但该书的行业知识并不过时,因此采用Workbench界面复现书中的案例,颇具价值!

问题描述

压力容器简体内径Di=2000mm,壁厚tc=30mm,接管外径do=530mm,壁厚为15mm,接管内伸长度Li=195mm;外侧过渡圆角r1=30mm,内侧过渡圆角r2=15mm。内压p=1.2MPa。材料的弹性模量E=2.0e5MPa,泊松比µ=0.3。柱壳开孔接管几何尺寸如图4-15所示。试对该容器的开孔接管区进行应力分析。

 

1、几何模型

几何模型如下图所示,实体模型:

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2、材料参数

材料参数如下图所示,线弹性分析:

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3、网格模型

网格模型如下图所示,网格均匀整齐,符合压力容器行业的网格习惯:

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4、边界条件

边界条件如下图所示,包含内压,平衡载荷,位移约束,对称条件等:

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5、分析结果

应力强度如下图所示:

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6、思考与展望

接管和筒体开孔位置采用了倒圆角平滑过渡,降低了应力集中系数,有利于提高结构的承载能力,尤其有利于疲劳性能。

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推荐理由

全书分为3篇,基础操作篇介绍了ANSYS Workbench平台的基础知识及几何建模、网格划分、后处理;基础分析篇通过案例讲解了在ANSYS Workbench平台中进行结构静力学分析、模态分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析、瞬态动力学分析及线性屈曲分析的方法;高级应用篇为结构有限元分析的高级应用部分,讲解在ANSYS Workbench平台中进行显式动力学分析、复合材料分析、疲劳分析、热学分析以及结构优化分析的方法。

 

 

 

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