基于ANSYS对压力容器管板的有限元分析
基于ANSYS的腐蚀压力管道的应力分析
１ ｅ ｄ ｒｎ ｅ ｄ ｎ ｎ ｔ ｓ ｒ ｃ ｓ ａ ｄ ｃ ｒｏ ｉｎ ｄ ｍａ ｅ ｎ ｅ ｒｔ ａ ａ ｉ ｉ ｐ ｏ ｉ ｅ ｒｅ ｅ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ１ ｉ ｕ ｇ ｗ ｌ ｉ ｇ ａ ｄ ｓ ｅ ｓ ｃ ａ ｋ ｏ ｒｓｏ ａ ｇ ，ａ ｄ ａ ｔ ｏｅ ｉｌ ｂ ｓ ｓ ｒｖ ｄ ｄ ｆ ｆ ｃｉ ｏ ｔ ． ｎ ｉ ｒ ｎ ｈ ｃ ｓ ｏ ｖ ｏ
芒
中现象加 剧 ， 易发 生破坏 。 更
参考 文献 ：
［］ 蒋 １ 奇， 隋青美 ， 高 瑞． 管道缺 陷漏磁场和缺 陷尺寸关 系的研
究［ ］ 无损检测 ，０５，７ ８ ：９ － ９ ． Ｊ． ２０ ２ （ ）３ ６ ３ ８
图 ８ 管 道应 力与腐蚀深度对应关系 曲线 图
［ ］ 张喜艳 ， ２ 谭跃刚． 管道缺陷漏 磁检测信号 的仿 真［ ］ 机械 ，０ ８ Ｊ． ２ ０
（ ）有 限元 计 算 结果 有 限元 计 算 结 果 如 表 １ ２
和 图 ２所示 。
道 内壁产 生均 匀腐 蚀 或 沿 轴 向产 生 沟槽 。因此 几 何 模 型 可简 化 为平 面应 变 问题 ， 文 采 用平 面 板 单 元 本 ｐａｅ２进 行模 拟分 析 Ｊ ｌ ４ ｎ 。无裂 缝模 型和 网格 划 分如
石 油 工程 建设 ，０ ５，１ ３ ：７ １． ２０ ３ （） １—９
利用ANSYS软件对压力容器进行应力分析
利用ANSY S软件对压力容器进行应力分析韩 敏(西安科技大学,西安710054)摘要:利用ANSY S有限元软件对压力容器进行应力分析,获得了压力容器的应力分布图。
经分析发现,ANSY S软件分析的结果与真实情况基本一致。
整个建模、分析过程充分说明ANSY S 软件为压力容器的结构设计提供了可靠、高效的理论依据。
关键词:压力容器;ANSY S;有限元;应力分析中图分类号:TH49 文献标志码:A 文章编号:100320794(2008)0120073202Stress Analysis of Pressure Contain with ANSY S Softw areH AN Min(X i’an University of Science and T echnology,X i’an710054,China)Abstract:The static force im paction of a pressure contain with ANSY S s oftware was analysed and the stress distribution drafts of them were g otten.Through theories analysis,the result of finite-element analysis is proved to be acceptable,and it provides the theories support to today’s machine optimize design.K ey w ords:pressure contain;ANSY S;finite-element;stress analysis计方法,得出的结构强度结果比较保守,这就限制了容器整体性能的提高和材料的有效利用。
分析设计依据标准JB4732《钢制压力容器—分析设计标准》,它是基于“塑性失效”与“弹塑性失效”准则,其理论基础是板壳力学、弹性与塑性理论及有限元法,是根据具体工况,对容器各部位进行详细地应力计算与分析,在不降低设备安全性的前提下选取相对较低的安全系数,从而降低了结构的厚度,使材料得到了有效的利用。
Ansys Workbench有限元分析
Ansys Workbench培训大纲 Ansys有限元分析Ansys Workbench的基础知识，包括基本操作、几何建模方法、网格划分方法、mechanical基础等内容；Ansys Workbench的工程应用，包括线性静态结构分析、模态分析、谐响应分析、随机振动分析、瞬态动力学、显示动力学分析、热分析、线性屈曲分析和结构非线性分析、接触分析及流体动力学分析等相关知识1． Workbench技术Workbench技术特点CAD-CAE协同仿真概述DesignModeler建模功能综述实体模型的建立，板壳、梁模型的建立DM几何修补工具，创建参数化模型，DM与DS的双向整合针对有限元分析的几何建模技巧与特殊要求从CAD导入几何模型2．DesignModeler建模DM 用户界面DM 草图模式DM 3D几何体DM高级3D几何体DM 概念建模DM 参数化模型3．DesignSimulation基本架构和分析流程DS基础DS通用前处理: 几何模型导入, 接触，网格划分，命名选择，坐标系DS高质量的有限元网格划分技术和使用技巧DS结构静力线性分析的基本流程和使用技巧DS各种工程载荷和边界条件的处理方法DesignSimulation的非线性概述材料、几何、接触非线性的基本过程与应用技巧4．DesignSimulation基本架构和分析流程DS结果后处理：查看，显示，输入结果，结果组合DS如何提高有限元分析的精度DS与CAD软件的交互性及参数传递DS通过参数管理器和多工况多方案的优化方法快速完成分析5．DesignSimulation的工程分析类型疲劳分析动力学分析：瞬态等分析基本过程与技巧DesignSimulation稳态热分析：热分析基础，基本的热传递分析，热分析模式，实例分析:建模，求解及后处理DesignSimulation瞬态热分析：时间与载荷步，子步及平衡迭代，收敛准则，初始温度，阶跃及渐变载荷输出控制，查看瞬态分析结果，耦合场分析：热应力分析有限元基本概念把一个原来是连续的物体划分为有限个单元，这些单元通过有限个节点相互连接，承受与实际载荷等效的节点载荷，并根据力的平衡条件进行分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合成能够整体进行综合求解。
ansys有限元分析报告
ANSYS有限元分析报告1. 简介在工程设计领域，有限元分析是一种常用的数值分析方法，通过将复杂的结构划分为有限数量的单元，然后对每个单元进行力学和物理特性的计算，最终得出整个结构的响应。
ANSYS是一款流行的有限元分析软件，提供了丰富的工具和功能，可用于解决各种工程问题。
本文将介绍ANSYS有限元分析的基本步骤和流程，并以一个实际案例为例进行说明。
2. 步骤2.1 确定分析目标首先要确定分析的目标。
这可以是结构的强度分析、振动分析、热传导分析等。
根据目标的不同，还需确定所需的加载条件和边界条件。
2.2 几何建模在进行有限元分析之前，需要进行几何建模。
在ANSYS中，可以使用几何建模工具创建和编辑结构模型。
这包括定义几何形状、尺寸和位置等。
2.3 网格划分网格划分是有限元分析的关键步骤。
通过将结构划分为多个单元，可以将结构分解为有限数量的离散部分，从而进行数值计算。
在ANSYS中，可以使用网格划分工具进行自动或手动划分。
2.4 材料属性定义在进行有限元分析之前，需要定义材料的物理和力学属性。
这包括弹性模量、泊松比、密度等。
ANSYS提供了一个材料库，可以选择常见材料的预定义属性，也可以手动定义。
2.5 加载和边界条件定义在进行有限元分析之前，需要定义加载和边界条件。
加载条件可以是力、压力、温度等。
边界条件可以是支撑、固定或自由。
2.6 求解和结果分析完成前面的步骤后，可以开始求解分析模型。
ANSYS将应用数值方法来解决有限元方程组，并计算结构的响应。
一旦求解完成，可以进行结果分析，包括位移、应力、应变等。
2.7 结果验证和后处理在对结果进行分析之前，需要对结果进行验证。
可以使用已知的理论结果或实验数据进行比较，以确保分析结果的准确性。
完成验证后，可以进行后处理，生成报告或结果图表。
3. 案例分析在本案例中，将针对一个简单的悬臂梁进行有限元分析。
3.1 确定分析目标本次分析的目标是确定悬臂梁在给定加载条件下的应力分布和变形。
ANSYS在压力容器设计中的应用
压力容器----ANSYS在工业产品设计中的应用（1）压力容器是石油化工行业的重要设备，对于压力容器的设计至关重要，在设计研发过程中常涉及到强度、稳定性、疲劳寿命等多方面的工程问题。
随着现代CAE仿真技术的日趋成熟，企业完全可以将这种先进的研发手段与试验和经验相结合，形成互补，从而提升研发设计能力，有效指导新产品的研发设计，节省产品开发成本，缩短开发周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。
安世亚太ANSYS仿真工具在1996年通过压力容器标准化委员会认定。
下文是CAE仿真技术在解决压力容器产品研发部分常见工程问题的简要介绍：一、压力容器的强度问题✓压力容器整体强度、变形分析✓封头、开孔及补强零部件校核✓压力容器热应力分析✓法兰连接的螺栓强度分析✓压力容器稳定性分析压力容器在结构设计中需要考虑不同工作状态下的应力和变形。
ANSYS软件可以帮助解决在不同的工况条件下，结构零部件的强度、刚度及稳定性校核问题。
二、压力容器的动力学问题1.压力容器的模态分析✓压力容器的瞬态动力学分析✓压力容器的随机振动分析✓压力容器的谱分析ANSYS软件可以分析压力容器在诸如地震载荷下的瞬态动力学响应分析，通过输出零部件的位移随时间变化的曲线，分析压力容器的最大动应力。
三、压力容器的疲劳问题✓压力容器焊接接头的疲劳分析✓热应力的疲劳分析✓振动疲劳分析产品的抗疲劳性能和可靠性会直接影响其在市场竞争中的成败。
ANSYS高级疲劳分析和设计软件可以分析压力容器在交变载荷等的疲劳分析。
四、压力容器的优化分析✓阀门、封头等零部件的优化设计✓压力容器整体质量优化对压力容器以及阀门等零部件三维有限元强度分析与结构形状优化设计，以达到重量最轻、或应力最小、或寿命最长、或温度分布最均匀等目标。
五、相关CAE软件模块介绍✓几何建模：AnsysDesignModeler、Ansys SCDM✓结构仿真分析：AnsysMechanical✓疲劳寿命分析：AnsysnCodeDesignlife、Fe-safe、Ansys Fatigue✓设计优化分析：AnsysDesignXplorer。
基于ANSYS的典型压力容器应力分析设计
基于ANSYS的典型压力容器应力分析设计基于ANSYS的典型压力容器应力分析设计2010年第3期（总第136期）【摘要】研究从工程实践应用需求出发，采用ANASYS9.0有限元软件对容器进行详细的应力分析计算，对不同类别的应力进行分类和强度评定。
应力强度满足分析设计标准，确保了容器的安全可靠性。
【关键词】应力；强度；压力容器；分析设计；有限元1研究的目的和意义过去，压力容器及其部件的设计基本采用常规设计法,以弹性失效准则为基础，材料的许用应力采用较大的安全系数来保证，一般情况常规设计仅考虑容器壁厚中均匀分布的薄膜应力，不考虑其他类型的应力，如局部高应力和边缘应力均不考虑等,常规设计不讨论由此而产生的多种失效形式。
分析设计以塑性失效和弹塑性失效准则为基础，并引入安全寿命的概念，对具有循环加载特征的部件进行疲劳分析。
比较详细地计算了容器和承压部件的各种应力，对应力进行分类，再采用不同的应力强度条件给予限制[1]。
本课题研究的目的是对石油化工生产中广泛使用的典型压力容器进行应力分析，应用ANSYS软件编写参数化设计程序，对典型压力容器中的筒体、椭圆形封头、锥形封头，开设人孔、接管等进行应力分析，为压力容器的分析设计提供一种比较通用的设计方法。
2钢制压力容器设计的两种规范GB 150－1998《钢制压力容器》是以弹性失效准则为理论基础，导出较为简单的适合于工程应用的计算公式，求出容器在载荷作用下的最大主应力，将其限制在许用应力值以内，即可确定容器的壁厚。
在标准所规定的适用范围内，按标准要求所设计、制造的容器是安全可靠的。
JB 4732－1995《钢制压力容器——分析设计标准》是以弹塑性失效准则为理论基础，应用极限分析和安定性原理，允许容器材料局部屈服，采用最大剪应力理论，以主应力差的最大值作为容器发生垮塌和破坏的依据。
标准要求对容器所需部位的应力作详细计算，并进行强度评定和疲劳分析。
3典型钢制压力容器设计案例分析3.1 设计条件3.1.1 压力容器设计结构尺寸参数本案例选择石油化工生产中的典型压力容器进行应力分析设计，如图1所示。
基于ANSYS软件的压力容器屈曲分析
关于分析类型 3 之所以可以采用 ASMEⅧ-2[7-9]5.2.4 节的弹-塑性应力分析来完成，原 因是薄壁结构的非线性屈曲分析实际上是几何非线性理论在工程应用中的衍生。非线性稳 定性问题和几何非线性问题的求解方程是完全一样的。因此，从非线性角度来看，结构刚 强、度和稳定性是紧密联系在一起的。当前，有限元软件和计算机迅猛发展，以非线性理 论为基础的有限元法已成为求解板壳结构屈曲、 后屈曲及破坏的最精确最有效的途径之一。 2.3.2 欧盟直接法中的稳定性校核方法 欧 盟 新 一 代 压 力 容 器 规 范 EN13445[12,13] 在 其 附 录 B 直 接 法 中 也 给 出 屈 曲 设 计 （EN13445[12,13]中称为稳定性校核）方法。与 ASMEⅧ-2[7-9]中分析类型 3 所述方法接近， 如都考虑几何非线性的影响。该法基于下列假设： 非线性运动关系和大变形理论； 弹性理想塑性本构关系 Von Mises 屈服条件和与之相关的流动准则 无初始应力状态 给定初始几何缺陷
2.3
基于数值计算的设计方法
上述两种方法都属于规则设计（Design by rules）范畴，都有一定的适用范围，如 2.1 节所述方法要求直径厚度比 D0 / t 1000 ，2.2 节所述方法直径厚度比扩大至
D0 / t 2000 。对那些结构超出规则设计适用范围，承受局部压缩载荷的情况可采用基于
得到精确的结果。方法之一是屈曲载荷系数归一化，即不断调整变载荷，直到屈曲载荷系 数等 1.0 或接近 1.0，此时的变载荷就是结构的屈曲载荷。
3.2
避免屈曲模式丢失
进行数值分析时，应计及所有可能的失稳模式。要注意保证模型的简化不会造成屈曲 模式的丢失。尽量不要使用对称建模，以免遗漏非对称屈曲模式。例如，对经环向加强的 圆筒，在确定其最小屈曲载荷时，应考虑轴对称和非轴对称屈曲模式。
许京荆ANSYS_12.0_Workbench-压力容器分析
图 1-3 采用几何清除工具前后的飞机模型
自动网格划分解决方案在流体动力学中取得了很好的结果。应用 GAMBIT 和 TGrid 的网 格附加功能，可以在最少输入情况下，自动生成合适的进行计算流体动力学分析的四面体网 格。另外，它融合了高级尺寸函数（与 GAMBIT 相似）、棱柱及四面体网格（来自 TGRID） 及其他网格划分技术，改进了网格平滑度、网格质量、划分速度、曲率近似功能捕捉、边界 分层捕捉等功能。尽管许多功能是出于流体动力学的应用而改进的，但是它们仍然可以用于 其他数值模拟分析应用。如结构分析的用户可以应用这些功能，得到自动化和高质量的网格。 新增多区域网格划分方法使用户在不进行几何分割的情况下，可以对复杂的几何模型划分纯 六面体网格，图 1-4 为对制动器转子执行一次操作所得到的六面体网格。
ANSYS 软件华东区培训中心 延长路 149 号 13817609887 1
2.3
第3章 3.1
上海大学机电学院安全断器分析
第4章 4.1 4.2 4.3
4.4 4.5 第5章 5.1 5.2 5.3 第6章 6.1
6.2
3.1.7 高级工具及案例 3.1.7.1 冰冻【Freeze】及案例 3.1.7.2 解冻【Unfreeze】 3.1.7.3 命名选择【Named Selection】 3.1.7.4 接合【Joint】 3.1.7.5 抽取中面【Mid- surface】与表面延伸【Surface Extension】及案例 3.1.7.6 切片【Slice】 3.1.8 压力容器建模实例—3D 梁壳储罐模型 ANSYS12.0 压力容器网格划分技术 ANSYS12.0 Meshing 网格划分概述 ANSYS12.0 Meshing 网格划分方法 ANSYS12.0 Meshing 网格划分控制 4.3.1 网格划分用户界面 4.3.2 网格划分方法 4.3.3 网格局部尺寸控制【Sizing】 4.3.4 接触区域网格控制【Contact Sizing】 4.3.5 网格局部单元细化【Refinement】 4.3.6 映射面网格划分【Mapped Face meshing】 网格划分控制案例—装配体模型 薄层扫掠网格划分及案例—3D 实体储罐模型 ANSYS12.0 结构分析技术 结构分析概述 结构分析方法 结构运动方程 ANSYS12.0 压力容器静力分析 ANSYS12.0 Static Structural 结构静力分析方法 6.1.1 结构静力分析用户界面 6.1.2 工程数据中定义材料属性 6.1.3 几何模型 6.1.4 定义零件行为 6.1.5 联接关系 6.1.6 模型网格划分 6.1.7 分析设置 6.1.8 载荷及支撑 6.1.9 求解选项 6.1.10 结果后处理 压力容器分析求解策略 6.2.1 提取分析模型 6.2.2 对称性 6.2.3 处理重点关心位置 6.2.4 细节结构的考虑 6.2.5 工况分析 6.2.6 单元选择 6.2.7 网格划分
压力容器ANSYS教程
压力容器ANSYS教程在本教程中，我们将使用ANSYS软件来模拟压力容器的行为。
压力容器是一种用于存储液体或气体的设备，它需要承受内部压力的作用。
正确的设计和优化可以确保容器在使用过程中能够安全可靠地工作。
1. 创建几何模型：打开ANSYS软件并选择适当的工作区。
使用几何建模工具来创建压力容器的几何形状。
可以使用各种几何建模操作，如拉伸、变换和旋转来构建容器的形状。
确保容器的几何形状符合设计要求。
完成后，保存几何模型。
2. 定义材料属性：选择适当的材料并为其定义相关的力学和弹性特性。
根据容器的材料选择合适的材料模型，并提供材料的弹性模量、泊松比和密度等参数。
这些参数将用于模拟压力容器的行为。
3. 设置边界条件：为了准确模拟压力容器的行为，我们需要设置适当的边界条件。
首先，选择容器的底部作为固定边界条件，并将其锚定在原点上。
然后，选择容器的顶部作为压力加载的边界条件。
根据设计要求，输入适当的压力值。
这将模拟容器内部的压力作用在容器壁上。
4. 生成网格：在模拟之前，需要生成适当的网格。
使用ANSYS的网格生成工具来生成具有适当网格密度的网格。
确保网格能够更好地表示容器的几何形状，并且在需要的区域具有更高的网格密度。
完成网格生成后，检查网格的质量并进行必要的调整。
5. 定义分析类型：选择适当的分析类型来模拟压力容器的行为。
常见的分析类型包括静力分析和动态分析。
在这个例子中，我们将进行静力分析，因为压力容器的行为可以看作是一个稳定的状态。
6. 进行分析：在进行分析之前，确保所有设置和边界条件都正确配置。
然后运行分析以模拟压力容器的行为。
分析结果将包括应力和应变分布、变形情况和位移等。
根据这些结果来评估容器的安全性和设计。
7. 结果分析和优化：根据分析结果进行结果分析和容器的优化。
如果分析结果显示容器的应力超过材料的极限或设计要求，则需要调整容器的几何形状或材料属性。
这个过程需要反复进行，直到满足设计要求。
有限元例题分析报告
压力容器的应力分析报告1、分析目的应用ANSYS10.0进行压力容器的应力分析，从而肯定容器的最大应力和变形，为容器设计提供参考。
2、几何模型容器设计压力13.5MPa，工作压力12.3MPa，弹性模量201MPa，泊松比0.3。
图1 1/4容器模型图3、划分网格采用Plane82单元对模型进行有限元划分，包括907个节点，256个单元。
图2 网格划分3、边界条件1)对称条件约束在容器对称的部份施加固定位移载荷。
2)在线上施加面载荷容器经受内压力，故在线上施加面载荷P=13.5MPa。
3)施加集中载荷法兰上的螺栓力转化为一个集中力作用，故可在此处一节点上施加集中力，且F=82109N。
图3 对称位移和面载荷图4 集中力载荷4、静力分析结果1)变形分析图5 变形图图中蓝色单元为变形后的形状，白色单元是为变形的图形。
图6 节点X方向位移图由上图可知，最大的X向节点最大位移值为0.209×10-6mm，最小位移为0.188×10-8mm。
2）应力分析图7 等效应力散布图上图是容器的应力散布图，由图可知，最大应力为302.054MPa,小于容器材料的极限应力，故可知足利用要求。
图8 壁厚为34mm处的应力散布图由上图可知，应力随着壁厚由内而外的增加而减小；X向的应力也是如此，但转变幅度较大；Y向的应力却相反转变，但转变的范围较小。
5、结论对容器应力分析后，可得该容器知足应力要求，可安全利用。
三角桁架受力分析1、分析目的图1所示为一三角桁架，各杆件通过铰链连接，杆件材料参数及几何参数如表1和表2所示，桁架经受集中力F1=3500N，F2=2500N。
本桁架通过有限元计算，分析桁架的受力变形和应力情形。
2、几何模型桁架在ANSYS中可用平面图形表示，如图1所示。
图1 几何模型3、划分网格这次分析采用LINK1单元，对于每一个杆件赋值材料属性和几何属性。
每一个杆件作为一个单元处置。
共划分三个节点，三个单元。
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基于ANSYS对压力容器管板的有限元分析
主要利用ANSYS软件对压力容器管板的应力进行分析，计算出压力容器管板的最
大应力和应变。又与实际情况进行比较，证明分析是正确的，从而为压力容器机
构的优化设计提供了充分的理论依据。
0 序言
压力容器管板是压力容器重要部件，根据管板结构的特点，它直接影响着管
箱的承压能力。它的变形情况及应力分析对整个箱管结构的应力分析起着决定性
的作用。然而J摺佣解析法对压力容器管板所受的应力和应变情况分析，解析误
差太大。采用ANSYS有限元分析软件建立压力容器管板的有限元模型，加载求解
进行应力场分析对算出压力容器管板的最大应力泣变，利用ANSYS的有限元分析
和计算机图形学功能显示三维应力等值面应移等值面，从而为压力容器管板机构
的优化分析提供了充分的理论依据。
1 基本分过程
1.1创建有限元模型
本文选用一种U型管式的压力容器来建模，管板材料选用20MuMo锻件。球
形封头材料16MnR，材料的弹性模量E=20E+05MPa.泊松比为03，密度为7.8t/m3，
设计压力P=31.4MPa，许用应力为196MPa。
在压力容器的应力的分析中，压力容器部件设计关心的是应力沿壁厚的分布
规律及其大小，可采用沿壁厚方向的校核线代替校核面。另外由于压力容器是轴
对称结构，所以可选其一半结构来建模。为了节省时间和存储空间，而又不影响
分析结果，根据其结构，略去一些细节。其中管孔对于管板强度的削弱，可以采
用有效弹性模量E1和有效泊松比V1的概念将管板折算为同厚度的当量无孔圆平
板，因此管板区域分为两大部分，1区按等效圆板来处理，而2区按实际悄况处
理。根据相关文献得到E1=054F,V1=0360综上所述，所得简化后有限元分析模型
如图1所示:
1.2网格划分
通常ANSYS的网格划分有两种方法，即自由划分和映射划分。自由划分网格
主要用于划分边界形状不规则的区域，分析稍度不够高，但要求划分的区域满足
一定的拓补条件。奕淞」分网格主要适合与敖钡臼形体，分析精度高。鉴于压力
容器管板的结构特点，本文同时采用了这两种方法。在非边界区域采用醉编寸网
格划分，在边界区域及梢度要求不是很高的区域采用自由网格划分。四边形网格
单元采用8节点的SOLID82.三边形网格单元采用6节点的SOLID Triangle
6node2。SOLID82有相容的位移形枕适用于曲线边界的建模。它们每个节点有三
个自由度:沿结点坐标X.Y.Z方向的平动SOLID82有塑性、蠕变、应力强化、大
变形和力立变的功能。在管板与封头联接出是立力比较集中，此处采用三边形网
格加密。共有1265个单元，3994个节点。
1.3约束条件和施加载荷
边界条件施加与工程实际是否吻合直接影响到分衫潞果的正确性、合理性。
由于压力容器的应力分析是以线代替面，而且是取一半进行分析，所以在端面处
施加X方向约束和管孔处施加Y方向约束。整个管程承受压力，所以在线上施加
面载荷P=31.4MP，如图2所示:
1.4 计算结果及分析
在这一步,ANSYS将对自动划分的每一单元的节点进行讨算，建立的方程很
多，需要一定的时间，所得的结果很大。在结构分析完蒯舌，可进人通用后处理
器和时间历程后处理器中浏览分析结果。图3和图4分别为压力容器管板的应力
分布和位移分布图。
由节点应变分布图显示最大变形出现在球形封头的最顶端，其值达到
0.547~0.549。
次大值出现在管板的左端面处，也达到0.5mm左右。这与实际变形情况是相
吻合的。事实上这也体现出管板的左端面的变形情断夕寸整个箱管结构的应力分
析起央起的作用，管板的厚度及管板的外半径参数的选择对结构的优化有着很重
要的意义。由节点应力分布图可知最大应力出现在管板与球形封头联接处.其等
效应力最大值为144.16MPa,其他部位受力情况较均匀，这与实际情况是相吻合
的。综合上述分析，有限元模型的建立、分析结果是客观的，较为真实地反映了
压力容器管板的受力情况。
2 小结
本文的意义在于:
2.1 用有限元分析法变连续结构为离散结构，取代了传统的理论分析。通过
ANSYS软件可以比较情确地反映各点的受力情况，为压力容器的结构优不创是供
充分的理论数据。
2.2 虽然在面载荷的作用下产生的等效应力小于其材料的许用应力值
(196MPa),但管板与封头联接出应力集中，是个危险部位，封头变形和管板左端
面变形较大，故其有强度和刚度都不卜分充足的缺陷，有必要对压力容器管板进
行结构改进，以减轻重量、改善性能、节约成本。
2.3 动态演示出压力容器管板变形的过程，并可借助于后处理器绘出相应的
变化曲线，使设针者清楚地掌握其变不扮规律和变化特征。