基于ANSYS_WORKBENCH的压力容器接管应力分析.pdf

第2期 - 5 - 论 文 广 场 基于ANSYS/WORKBENCH的压力容器接管应力分析 程新宇，冯晓伟，李治贵，朱保庆，张滨 （海洋石油工程股份有限公司， 天津 300452） [摘 要] 使用Ansys/workbench有限元分析软件对不满足GB150《钢制压力容器》规范设计条件的容器接管进行分析设计，通 过Ansys有限元应力分析获得了压力容器接管的应力分布。在危险截面选择最大应力路径进行线性化处理，得到主要应力、主 要应力+次要应力等各项指标，与分析设计规范JB4732-1995进行比较，满足分析设计要求。 [关键词] Ansys/workbench；压力容器；接管应力；分析设计；应力评定 压力容器是工业领域中广泛使用的承压设 《钢制压力容器—分析设计标准》，它基于“塑 备。目前压力容器的设计可分为规则设计（Design 性失效”与“弹塑性失效”准则，其理论基础是 [1] 。前 板壳力学、弹性与塑性理论及有限元法，是根据 by Rule ）和分析设计（Design by Analysis ） 者的设计准则是基于“弹性失效”准则，对应于 具体工况，对容器各部位进行详细的应力计算与 GB150规范系统，它是结合经典力学理论和经验 分析，在不降低设备安全性的前提下选取相对较 公式对压力容器的设计做出规定，是一种基于经 低的安全系数，从而降低了结构的厚度，使材料 验的设计方法，得出的结构强度结果比较保守， 得到了有效利用。 这就限制了容器整体性能的提高和材料的有效利 1 有限元计算软件ANSYS/Workbench介绍 用。 ANSYS/Workbench 是ANSYS 的CAD/CAE新 随着工艺条件的苛刻和容器的大型化，常规 的协同环境，在Workbench环境中，工作人员始终 设计标准已不能满足要求，尤其是在应力集中区 面对同一个界面，无需在各种程序界面之间频繁 域。若不考虑应力集中而只按照简化公式进行设 切换，所有研发工具只是这个环境的后台技术， 计，其结果不是为了满足安全而过分浪费材料就 各类研发数据在此平台上交换与共享，图1所示为 是安全系数不够[2] 。分析设计依据标准JB4732-95 Workbench协同环境。 图1 Workbench协同环境 该程序提供ANSYS 公司提供的各种核心功 了压力容器设计的可靠性。 能，如：非线性分析、静力分析、动力分析、疲 2 压力容器接管的有限元分析 劳分析、屈曲分析、热及热应力分析、流体分 析、电磁分析、多目标自动优化等功能[3] 。本文 为了完成工艺过程，化工设备必须设置接 利用Workbench分析软件进行了容器接管的数学建 作者简介：程新宇（1979—），男，四川人，研究生学历， 模、网格划分以及应力求解，通过应力评定分析 助理工程师，在海洋石油工程股份有限公司设计公司工作。