壓力容器專題 | 筒體封頭連接區(qū)域分析

案例來源:余偉煒和高炳軍老師的著作《ANSYS在機械與化工裝備中的應用》是ANSYS經(jīng)典界面在壓力容器行業(yè)應用的經(jīng)典教材。近些年,Workbench界面已經(jīng)成為主流,ANSYS經(jīng)典界面式微,可以說已經(jīng)過時。但該書的行業(yè)知識并不過時,因此采用Workbench界面復現(xiàn)書中的案例,頗具價值!

問題描述

某高壓容器設計壓力P=16MPa,設計溫度T=200℃,材料為16MnR。筒體內(nèi)徑R1=775,壁厚t1=100mm;封頭內(nèi)徑R2=800m,厚度t2=48mm。筒體削邊長度L=95mm,試對該高壓容器筒體與封頭的連接區(qū)進行應力分析。

1、幾何模型

幾何模型如下圖所示,軸對稱模型:

壓力容器專題 | 筒體封頭連接區(qū)域分析的圖1

2、材料參數(shù)

材料參數(shù)如下圖所示,線彈性分析:

壓力容器專題 | 筒體封頭連接區(qū)域分析的圖2

3、網(wǎng)格模型

網(wǎng)格模型如下圖所示,網(wǎng)格均勻整齊,符合壓力容器行業(yè)的網(wǎng)格習慣:

壓力容器專題 | 筒體封頭連接區(qū)域分析的圖3

4、邊界條件

邊界條件如下圖所示,包含內(nèi)壓,位移約束等:

壓力容器專題 | 筒體封頭連接區(qū)域分析的圖4

5、分析結果

應力強度如下圖所示:

壓力容器專題 | 筒體封頭連接區(qū)域分析的圖5

線性化應力如下圖所示:

壓力容器專題 | 筒體封頭連接區(qū)域分析的圖6

壓力容器專題 | 筒體封頭連接區(qū)域分析的圖7

6、思考與展望

注意應力最大位置為應力奇異位置(幾何突變)。

隨著網(wǎng)格細化,應力強度無限增大,應力線性化后,表現(xiàn)為峰值應力無限增大。

文章來源于南京安世亞太 ,作者邁力特力

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