容器化技術的案例
設計仿真 | Marc 壓力容器應力線性化的應用方法
01/概述
在Marc 2022.4中：
Stress Linearization（應力線性化）新插件添加到標準用戶插件集合中。這個新插件是用戶插件菜單的子菜單結果的一部分，位置如下圖所示：
圖1 應力線性化插件位置
應力線性化是壓力容器分析中常用的一種技術。它通過等效薄膜應力和彎曲應力近似于貫穿厚度的應力場（沿著應力分類線（SCL）），另外，當應力作用在厚度方向的橫截面上（稱為應力分類面（SCP））。仿真應力數據根據美國機械工程學會（ASME）的指南進行應力評估。
為了使用應力線性化插件，必須在結果文件中提供應力張量。用戶必須定義SCL的兩個端點，對于三維模型，還必須定義一個點來定義SCP，以及SCL上的采樣點數量。基于該輸入，在由SCL和SCP定義的局部坐標系中的采樣點中計算應力分量。通過路徑曲線，應力分量被傳遞到Python腳本中，以計算等效的膜應力和彎曲應力分量，并生成數據及報告。
應力線性化插件使用如下圖2所示的模型進行說明。該模型采用線性六面體單元，對容器截面的四分之一進行建模，材料為線性彈性，邊界條件包括對稱條件和壓力載荷，分析是小應變分析。
展開 Marc壓力容器應力線性化的應用方法
概述
在Marc 2022.4中：
Stress Linearization（應力線性化）新插件添加到標準用戶插件集合中。這個新插件是用戶插件菜單的子菜單結果的一部分，位置如下圖所示：
圖1 應力線性化插件位置
應力線性化是壓力容器分析中常用的一種技術。它通過等效薄膜應力和彎曲應力近似于貫穿厚度的應力場（沿著應力分類線（SCL）），另外，當應力作用在厚度方向的橫截面上（稱為應力分類面（SCP））。仿真應力數據根據美國機械工程學會（ASME）的指南進行應力評估。
為了使用應力線性化插件，必須在結果文件中提供應力張量。用戶必須定義SCL的兩個端點，對于三維模型，還必須定義一個點來定義SCP，以及SCL上的采樣點數量。基于該輸入，在由SCL和SCP定義的局部坐標系中的采樣點中計算應力分量。通過路徑曲線，應力分量被傳遞到Python腳本中，以計算等效的膜應力和彎曲應力分量，并生成數據及報告。
應力線性化插件使用如下圖2所示的模型進行說明。該模型采用線性六面體單元，對容器截面的四分之一進行建模，材料為線性彈性，邊界條件包括對稱條件和壓力載荷，分析是小應變分析。
圖2 壓力容器1/4模型
應力線性化操作方法
運行分析后，打開結果文件，選擇應力線性化插件。如圖3所示，相應的菜單由三個部分組成：
a) 應力分類線。這里必須定義SCL的端點（端點A和端點B）的坐標。這可以通過鍵入坐標或單擊圖形區域上的節點、點或實體頂點來完成。
b) 應力分類平面。
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01/概述
在Marc 2022.4中：
Stress Linearization（應力線性化）新插件添加到標準用戶插件集合中。這個新插件是用戶插件菜單的子菜單結果的一部分，位置如下圖所示：
圖1 應力線性化插件位置
應力線性化是壓力容器分析中常用的一種技術。它通過等效薄膜應力和彎曲應力近似于貫穿厚度的應力場（沿著應力分類線（SCL）），另外，當應力作用在厚度方向的橫截面上（稱為應力分類面（SCP））。仿真應力數據根據美國機械工程學會（ASME）的指南進行應力評估。
為了使用應力線性化插件，必須在結果文件中提供應力張量。用戶必須定義SCL的兩個端點，對于三維模型，還必須定義一個點來定義SCP，以及SCL上的采樣點數量。基于該輸入，在由SCL和SCP定義的局部坐標系中的采樣點中計算應力分量。通過路徑曲線，應力分量被傳遞到Python腳本中，以計算等效的膜應力和彎曲應力分量，并生成數據及報告。
應力線性化插件使用如下圖2所示的模型進行說明。該模型采用線性六面體單元，對容器截面的四分之一進行建模，材料為線性彈性，邊界條件包括對稱條件和壓力載荷，分析是小應變分析。
展開 基于Hyperworks的壓力容器輕量化設計
圖4 優化后模型的應力云圖
表2 優化前后主要參數
參數
SMAX/MPa
WT/kg
優化前
39
24
222.5
72
優化后
34.71
15
249.7
63
減小率
11%
37.5%
12.5%
由表2可知在滿足應力強度和安全性的條件下，封頭壁厚減小了11%，接管壁厚減小了37.5%，容器質量減小了12.5%，優化效果明顯，大大節約了工程材料。
6 總結
（1）本文采用Optistruct對壓力容器結構在滿足強度的前提下進行地輕量化設計，封頭壁厚減薄了11%，接管壁厚減薄了37.5%，目標函數WT在較少了約12.5%，得到了緩沖器封頭和接管壁厚最合理的尺寸，節省了工程材料，同時降低了制造成本，也進一步印證了有限元分析技術在優化設計中的應用價值。摒棄傳統結構設計的被動校核方法，主動地在可行域內尋找最佳設計方案，就可以在很大程度上減少設計的成本、縮短了設計周期，使產品的設計得更加合理。
展開 
設計仿真 | MSC Apex壓力容器應力線性化的應用方法
應力線性化是針對壓力容器設計常用的一種技術。在工程領域，應力線性化在分析復雜載荷條件下構件的結構完整性方面起著至關重要的作用。準確的應力線性化對于評估是否符合行業標準(如美國機械工程師協會(ASME)制定的標準)至關重要。為了簡化應力線性化的過程，MSC Apex通過自動化的轉換，輸出符合ASME標準的應力線性化結果。
在MSC Apex 2023.3版本中，將Stress Linearization（應力線性化）插件添加到標準用戶自定義面板中，位置如下圖所示：
應力線性化插件位置
MSC Apex的應力線性化插件，基于MSC Nastran H5數據結果，結果文件中必須包含應力張量。在使用過程中，用戶需要定義一個應力分類線（SCL），可輸入兩個端點，或者直接拾取某個曲線，再定義采樣點的數量。另外還需要定義一個應力分類面（SCP）。基于以上輸入，在由SCL和SCP定義的局部坐標系中的采樣點中計算應力分量。通過路徑曲線，應力分量被傳遞到Python腳本中，以計算等效的膜應力和彎曲應力分量，并生成數據及報告。
應力線性化操作方法
下圖中所示的模型為1/4的壓力容器，使用線性六面體單元建模，通過施加對稱邊界條件模擬完整的壓力容器。我們以該模型為例，對MSC Apex中應力線性化的工具進行操作演示。
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應力線性化是針對壓力容器設計常用的一種技術。在工程領域，應力線性化在分析復雜載荷條件下構件的結構完整性方面起著至關重要的作用。準確的應力線性化對于評估是否符合行業標準(如美國機械工程師協會(ASME)制定的標準)至關重要。為了簡化應力線性化的過程，MSC Apex通過自動化的轉換，輸出符合ASME標準的應力線性化結果。
在MSC Apex 2023.3版本中，將Stress Linearization（應力線性化）插件添加到標準用戶自定義面板中，位置如下圖所示：
應力線性化插件位置
MSC Apex的應力線性化插件，基于MSC Nastran H5數據結果，結果文件中必須包含應力張量。在使用過程中，用戶需要定義一個應力分類線（SCL），可輸入兩個端點，或者直接拾取某個曲線，再定義采樣點的數量。另外還需要定義一個應力分類面（SCP）。基于以上輸入，在由SCL和SCP定義的局部坐標系中的采樣點中計算應力分量。通過路徑曲線，應力分量被傳遞到Python腳本中，以計算等效的膜應力和彎曲應力分量，并生成數據及報告。
應力線性化操作方法
下圖中所示的模型為1/4的壓力容器，使用線性六面體單元建模，通過施加對稱邊界條件模擬完整的壓力容器。我們以該模型為例，對MSC Apex中應力線性化的工具進行操作演示。
展開 纏繞復合材料壓力容器設計仿真一體化工具-WoundSIM
WoundSIM提供后處理中的用戶子程序列表
DOE 試驗設計
- DOE特性允許對多個幾何參數進行分析
- 可分析輸入參數對COPV幾何的影響
- 可分析輸入參數對結構響應的影響
- 可分析COPV結構可靠性
- 方便進一步優化出更好的設計參數
參數化模型與實驗數據校核
- WoundSIM可將幾何模型與參數化自動算法、制造工藝約束等相關聯
- 智能圖像比對功能
圖. 圖像比對
05:技術支持
上海江達科技發展有限公司作為WoundSIM軟件在中國的代理，提供售前和售后技術支持、服務并提供如下培訓。
展開 Abaqus應力線性化-ASME Sec VIII Div 2_壓力容器分析設計
關于壓力容器分析設計的討論大多是基于ANSYS的應力線性化，而這方面Abaqus的公開資料不多，其實Abaqus早期版本就提供了在CAE界面下進行應力線性化的操作，為方便初學者使用Abaqus進行壓力容器分析設計，這篇文章介紹一下Abaqus應力線性化。
01. 壓力容器分析設計規范
目前最成熟、使用最多的壓力容器規范是由美國機械工程師協會（ASME）的鍋爐及壓力容器委員會（BPVC）制定的，我國的壓力容器相關規范有GB150、JB4732、JB4734等。
壓力容器的分析設計有別于傳統設計，主要是指通過有限元計算來校核壓力容器的設計方法，在ASME的壓力容器規范中是ASME Sec VIII Div 2的部分，相當于我國的JB4732。
分析設計的重要環節是應力線性化，為什么要進行應力線性化呢？其實主要是因為壓力容器的不同類型的故障（失效）模式是由不同類型的應力引起的，所以ASME的研究人員將它們進行了應力分類。
壓力容器的各種失效模式
ASME壓力容器規范的應力分類
如上圖所示，這些應力的類別大致分為三類：一次應力、二次應力和峰值應力，它們分別對應不同的故障模式。
一次應力與總塑性變形（gross plastic deformation）有關；
二次應力（在一次應力的基礎上）與增量塑性坍塌（incremental plastic collapse）有關；
峰值應力（在一次與二次應力的基礎上）與疲勞失效（fatigue failure）有關。
展開 技術 | 提高壓力容器焊接操作技術水平的四大要點
鍋爐及壓力容器等重要結構，要求接頭安全焊透，但由于受結構尺寸及形狀等限制，有時無法進行雙面焊接。只能開單面坡口的特殊操作方法單面焊雙面形成技術，它是手弧焊中難度較大的一種操作技能。
焊接立焊時，由于熔池溫度過高，在重力的作用下，焊條熔化所形成的熔滴及熔池中的鐵水易下淌形成焊瘤、焊縫兩側形成咬邊。溫度過低時易產生夾渣，反面易形成未焊透、焊瘤等缺陷，造成焊縫成形困難。熔池的溫度是不易直接判明的，但它和熔池的形狀和大小有關，因此，焊接時只要細心觀察并控制熔池的形狀與大小就能達到控制熔池溫度，確保焊接質量的目的。
根據老師傅十幾年的經驗，用這樣幾句話可以概括這個規律：
一、焊條角度很重要，焊接規范不可少
立焊時，由于焊條熔化所形成的熔滴及熔池中的鐵水易下淌形成焊瘤、焊縫兩側形成咬邊，使焊縫成形惡化。掌握正確的焊接規范及根據焊接時情況的變化調整焊條角度及運條速度。焊條與焊件表面的夾角在左右方向為90°，與焊縫
的角度，起焊時為70°～80°，中間為45°～60°，收尾時20°～30°。裝配間隙為3～4㎜，應選用較小的焊條直徑Φ3.2㎜和較小的焊接電流，打底焊時為110～115A，中間過度層為115～120A，蓋面層為105～110A。電流一般比平焊小
12%～15%，以減小熔池的體積，使之受到重力的影響減小，有利于熔滴過度。采用短弧焊接，縮短熔滴到熔池中去的距離，形成短路過度。
二、觀熔池、聽弧音，熔孔形狀記在心
焊縫根部的打底焊是保證焊接質量的一個關鍵。采用滅弧法進行焊接，立焊滅弧節奏比平焊稍慢，每分鐘30～40次，每點焊接時電弧燃燒稍長，所以立焊的焊肉比平焊厚。
展開 不銹鋼壓力容器的焊接技術
自20世紀40年代初派生出焊接性概念以來,焊接性的含義一直在不斷發展著，人們給它下了多種定義，這是由于理解的角度不同、分析目的不同和由于焊接技術的不斷發展而引起的。
分析焊接性的目的,在于闡明一定的材料在指定的焊接工藝條件下可能出現的問題，以確定焊接工藝的合理性、材料或產品改進的方向。必須對整個焊接過程中的材料(母材、焊材)和焊接區(焊縫、熔合區和熱影響區)的成分、組織及性能，包括工藝參數的影響和焊后接頭區的使用性能等，進行系統的研究，才能加深對焊接性的理解
技術 | 淺談壓力容器焊接缺陷
淺談壓力容器焊接缺陷
一、前言
壓力容器在石油化工生產中占有十分重要地位。壓力容器可以充當反應、交換能量、分離、塔器、貯存、運輸等石油化工設備。它們具有炮炸危險，它們的安全運行直接關系企業生產和人身安全。所以壓力容器產品質量歷來受到國家高度重視。近十余年來，我國壓力容器設計、制造，管理走上了法制管理軌道，產品質量正穩步提高。
焊接質量高且穩定，焊縫表面美觀平整。焊接成為壓力容器生產關鍵工序，焊接的質量是保證壓力容器質量非常重要環節。單焊接質量受多種因素影響：焊工技能、剛才化學成份、力學性能、焊接材料、焊接工藝及設備、環境等等都可以影響焊接質量。為了提高壓力容器產品質量，國家通過取得制造許可證方可生產。對取得制造許可證廠家，制定焊接規程，方允許生產，焊工持證上崗，加強質量保證體系各個環節控制管理，目的就是要盡力避免減少質量隱患，以保證壓力容器產品質量。
隨著石化工業飛速發展，壓力容器正向大型化，高強度方向發展，對壓力容器質量提出更高要求，促使壓力容器焊接技術、工藝要不斷提高。
二、焊接缺陷
1、焊接接頭裂紋產生
大家知道，焊接接頭是一個組織不均勻體和力學性能不均勻體。施焊接過程焊接接頭熔合線附近，溫度在固相和液相之間，冷卻后組織屬于過熱組織、晶粒粗大、化學成份和組織都極不均勻、強度上升、塑生降低。熔合線外側為“過熱區”，此域晶粒粗大，常出現魏氏組織和索氏體，因而韌性顯著降低。過熱區外側為“正火區”，由于加熱和冷卻發生重結晶過程，得到細化細小均勻的鐵素體加珠光體。
展開 
ANSYS培訓 | 壓力容器仿真技術實踐-【北京】
壓力容器仿真技術實踐-【北京】ANSYS線下研討會
時間地點
2019/11/15 09:00~17:00
北京市海淀區中關村融科資訊中心B座1509室
電動化與輕量化 - 汽車底盤技術的挑戰
即便如此，相應的技術還在不斷地發展過程中。底盤技術未來所面臨的挑戰是電動化與輕量化。
排放、輔助駕駛和自動駕駛的準備是汽車工業目前所面臨的主題。但是底盤技術依然是汽車生產商開發的重點，尤其是制動和操控相關的技術。汽車工程師一直在持續努力，將最新的輕量化技術應用于底盤開發中。
采埃夫集團乘用車底盤技術主管克萊因認為，對于底盤來說，輕量化是一個真正的機會。采用新材料來替代傳統的鋼材，從而實現材料的替代。新材料包括了熱塑性塑料、熱固性聚合物、長纖維增強塑料、玻璃纖維增強塑料、碳纖維增強塑料等等，另外，還有鋁與各種高強鋼，以及基于這些材料的混合構造、三明治構造等等。
對于復雜性更好的理解
德國最新出版的《底盤技術手冊》中寫道：“通過底盤件的進一步開發，汽車生產企業與供應商對于底盤件之間復雜的相互作用有了更好更深的理解。在過去的二十年里，汽車底盤的質量和性能都得到了極大的提升。功能日益強大的開發工具、材料和制造方法都為此做出了貢獻，使得汽車底盤技術開發達到了一個機械智能化的高水準。”
汽車底盤技術所面臨的一個挑戰是要借助于功能強勁的計算機和程序所支撐的虛擬開發過程，以便于在開發過程中，充分利用對于底盤系統及其內在關系的全面理解和知識。此外，還需要加強和人體學、信息學等多方面知識領域的深入合作，以進一步改善客戶體驗。
德國最新出版的《底盤技術手冊》中，針對電動出行對于底盤技術的影響也進行了充分的討論。
“電動出行將會對整個傳動系統產生革命性的影響，尤其是電動車。電動車無須變速，或者只需要一級最多二級變速。發動機和傳動系統可以緊湊的構造放置于車的后部，這樣一來，傳動系統得到明顯簡化，空間得到更好地利用。”
展開 【技術】DTEmpower核心功能技術揭秘(3) - HDDV高維數據可視化技術
DTEmpower的HDDV模塊提供了豐富的可視化圖庫模板，為用戶“可視化”探索數據模式提供了一條便捷可信賴的技術途徑。
DTEmpower致力于為工業數據研究者掃清各種障礙、提供易用可信賴的技術支撐！該軟件平臺不僅提供了一站式的數據建模解決方案，還提供了功能強大的數據挖掘如異常點檢測、高維可視化、特征工程等支撐技術。可以幫助用戶快速、便捷的深入挖掘數據，為建立高精度的數據模型提供了一條高效可落地的實現路徑。
DTEmpower核心功能技術系列：
【技術】DTEmpower核心功能技術揭秘(1) - HierachicalStratify分層分類技術
【技術】DTEmpower核心功能技術揭秘(2) - AIOD智能異常點檢測技術
展開 汽車電子電動化與智能化的技術發展新需求和趨勢
作者 | 魏學哲（同濟大學）
來源 | 節能與新能源汽車年鑒
知圈 | 進“汽車HMI社群”請加微信15221054164，備注HMI
摘要：汽車電子技術是決定汽車功能和性能的關鍵技術，汽車電子控制技術和汽車電子信息技術的不斷拓展使得汽車更加節能、安全、舒適、可靠，隨著電動化和智能化的發展，汽車電子技術的發展出現了新的功能和新的需求，以電力電子技術和信息技術為代表的新型汽車電子技術開始在汽車上大規模應用，由此支撐汽車向低碳環保、安全智能的新型移動出行交通工具轉型，汽車電子技術面臨新的問題和挑戰，同時汽車電子技術將更加開放包容，該領域將出現更加廣闊的發展空間。
關鍵詞：汽車，汽車電子，電動化，智能化
引言：自20世紀70年代以來，汽車開始了電子化過程，汽車電子化被認為是汽車技術發展進程中的一次革
命，汽車電子化的程度被看作衡量現代汽車水平的重要標志，是用來開發新車型、改進汽車性能最重要的技術措施，目前電子技術的應用幾乎已經深入到汽車所有的系統
[1]
。毫無疑問，增加汽車電子設備的數量、促進汽車電子化是奪取未來汽車市場的最重要的技術手段之一。
回顧歷史，在汽車電子技術形成獨具特色的知識體系之前，經歷了以下三個重要的階段：
1、電子-機械替代（20世紀50年代至60年代末）：由分立元件組成的單一電子零部件被應用到汽車上，用來改善某些機械部件的性能或直接取代傳統的機械部分，比較典型的應用有晶體管點火裝置、晶體管電壓調節器等，這一階段電子技術在汽車上的成功開啟了電子技術與汽車產業融合的大門，也在一度程度上提升了汽車使用性能。
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