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</p><p>本案例基于一恒壓的壓力容器模型，采用COMSOL軟件仿真了出現(xiàn)一處泄露點(diǎn)時(shí)的內(nèi)部氣體泄露過程，仿真結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/b2cff2a6780a4a67af4ffabf4c1885b5.gif" alt="Untitled-氣體泄露.gif"></p><p class="ql-align-center

壓力容器強(qiáng)度和變形仿真APP對(duì)某密閉容器在內(nèi)壓作用下進(jìn)行力學(xué)分析，獲得密閉容器在內(nèi)壓作用下的變形和等效應(yīng)力，分析簡(jiǎn)化的管道系統(tǒng)模型對(duì)仿真結(jié)果的影響，評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全性。近年來，隨著壓力容器的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)其安全性的重視程度也越來越高。為了更好地評(píng)估壓力容器的安全性，壓力容器強(qiáng)度和變形仿真APP應(yīng)運(yùn)而生。

APP：</strong></p><div contenteditable="false" width="100%"> 壓力容器橢球封頭的主要用途是用于壓力容器的制造，特別是那些需要承受一定壓力和具有存儲(chǔ)功能的容器，如反應(yīng)釜、儲(chǔ)罐、換熱器等。

該模型采用線性六面體單元，對(duì)容器截面的四分之一進(jìn)行建模，材料為線性彈性，邊界條件包括對(duì)稱條件和壓力載荷，分析是小應(yīng)變分析。

<p>封頭用于封閉壓力容器的端部，又稱端蓋，承受內(nèi)部壓力并確保容器的密封性。根據(jù)《<span style="color: rgb(9, 64, 142);">壓力容器封頭</span>（GB/T-25198-2023）》，封頭按照形狀分為半球形、橢圓形、碟形、球冠形、平底形和錐形，適用于不同的場(chǎng)景。</p><p>封頭的質(zhì)量直接影響容器的安全性和使用壽命。

該模型采用線性六面體單元，對(duì)容器截面的四分之一進(jìn)行建模，材料為線性彈性，邊界條件包括對(duì)稱條件和壓力載荷，分析是小應(yīng)變分析。

<p>本案例建立了一壓力容器，考慮了兩種計(jì)算工況：（1）全開A口，關(guān)閉B口，關(guān)閉C口；（2）全開A口和B口，開放C口，容器內(nèi)的速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化分布。

在窗口左側(cè)點(diǎn)擊+新建方案，自定義文件的保存路徑，并填寫文件名“壓力容器”，點(diǎn)擊保存；圖2 新建方案c.點(diǎn)擊幾何，導(dǎo)入；找到拷出的模型，打開，導(dǎo)入；圖3 幾何導(dǎo)入d. 這個(gè)模型是裙座支撐區(qū)的1/4，由于模型對(duì)稱，仿真中常用這種處理方式以簡(jiǎn)化計(jì)算。圖4 模型展示三、劃分網(wǎng)格a. 順著左側(cè)功能樹從上到下操作，就能完成整個(gè)設(shè)置。

根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果，該工況下的壓力容器需要重點(diǎn)關(guān)注上述時(shí)間段的受力情況。同時(shí)，仿真計(jì)算過程也考慮了開裂處瞬時(shí)的能量釋放率，通過比較此時(shí)的極限能量釋放率，可判斷壓力容器是否存在風(fēng)險(xiǎn)。 文章來源：遠(yuǎn)算云仿真

壓力容器整體強(qiáng)度、剛度分析輸入條件壓力容器有關(guān)模型及材料數(shù)據(jù)，接觸連接關(guān)系，筒端固定約束，溫度及設(shè)計(jì)壓力。仿真流程結(jié)果與效果?罐體模型更改前后的變形云圖。變形量由19.8mm降低至5mm。?通過方案分析對(duì)比，改進(jìn)方案消除了較大的異常變形，方案合理。

01 案例介紹壓力容器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，諸如能源，石油化工等行業(yè)。因此，壓力容器的市場(chǎng)也十分巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國在2016年壓力容器的市場(chǎng)份額高達(dá)1081.56億元。然而，由于其應(yīng)用場(chǎng)景多為易燃易爆物品的儲(chǔ)存，因此其常常伴隨泄露、爆炸、開裂等風(fēng)險(xiǎn)，尤其是作為某些特殊設(shè)備時(shí)，如核能設(shè)備，這類風(fēng)險(xiǎn)會(huì)伴隨嚴(yán)重的事故。因此，在其設(shè)計(jì)階段需要對(duì)其做熱力學(xué)的分析。

圖4 裂紋XFEM設(shè)置 載荷及邊界條件：壓力容器底面完全約束，容器內(nèi)壁面施加均布壓力pressure，大小210MPa。 圖5 邊界條件 網(wǎng)格劃分模塊：選用C3D8R單元，建立job，提交分析。求解后，圖6是模型的應(yīng)力分布云圖！

應(yīng)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(duì)稱邊界條件模擬完整的壓力容器。我們以該模型為例，對(duì)MSC Apex中應(yīng)力線性化的工具進(jìn)行操作演示。

· 壓力容器整體強(qiáng)度、變形分析· 球罐強(qiáng)度、變形分析2 壓力容器穩(wěn)定性分析· 外壓容器穩(wěn)定性分析· 大型壓力容器非線性屈曲分析· 壓力容器屈曲分析· 液壓管屈曲仿真試驗(yàn)分析3 壓力容器耦合場(chǎng)分析· 固定管板式換熱器的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析· 支撐式支座與裙座熱應(yīng)力分析· 壓力管道流體-結(jié)構(gòu)-熱耦合及線性化評(píng)定分析· 閥內(nèi)件（閥芯與導(dǎo)套）滑動(dòng)間隙分析· 壓力容器三點(diǎn)焊接殘余應(yīng)力仿真分析

為了保證和滿足高壓容器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢驗(yàn)等方面的一致性和基本要求，國內(nèi)現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)有GB150—1998《鋼制壓力容器》以及JB4732—1995《鋼制壓力容器分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》,其中GB150—1998要求設(shè)計(jì)壓力小于35 MPa, 而JB4732—1995的設(shè)計(jì)壓力要求小于100 MPa, 設(shè)計(jì)壓力范圍更加廣泛[8,9,10]。

應(yīng)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(duì)稱邊界條件模擬完整的壓力容器。我們以該模型為例，對(duì)MSC Apex中應(yīng)力線性化的工具進(jìn)行操作演示。

在較為重要的非標(biāo)壓力容器設(shè)備中其成本差異往往可以忽略，但能獲得較好的受力狀態(tài)。