
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經典界面在壓力容器行業應用的經典教材。近些年,Workbench界面已經成為主流,ANSYS經典界面式微,可以說已經過時。但該書的行業知識并不過時,因此采用Workbench界面復現書中的案例,頗具價值!
問題描述壓力容器簡體內徑Di=2000mm,壁厚tc=30mm,接管外徑do=530mm,壁厚為15mm,接管內伸長度Li=195mm;外側過渡圓角r1=30mm,內側過渡圓角r2=15mm。內壓p=1.2MPa。材料的彈性模量E=2.0e5MPa,泊松比μ=0.3。柱殼開孔接管幾何尺寸如圖4-15所示。試對該容器的開孔接管區進行應力分析。
(資料圖)
1、幾何模型
幾何模型如下圖所示,實體模型:
2、材料參數
材料參數如下圖所示,線彈性分析:
3、網格模型
網格模型如下圖所示,網格均勻整齊,符合壓力容器行業的網格習慣:
4、邊界條件
邊界條件如下圖所示,包含內壓,平衡載荷,位移約束,對稱條件等:
5、分析結果
應力強度如下圖所示:
6、思考與展望
接管和筒體開孔位置采用了倒圓角平滑過渡,降低了應力集中系數,有利于提高結構的承載能力,尤其有利于疲勞性能。
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推薦理由全書分為3篇,基礎操作篇介紹了ANSYS Workbench平臺的基礎知識及幾何建模、網格劃分、后處理;基礎分析篇通過案例講解了在ANSYS Workbench平臺中進行結構靜力學分析、模態分析、諧響應分析、響應譜分析、隨機振動分析、瞬態動力學分析及線性屈曲分析的方法;高級應用篇為結構有限元分析的高級應用部分,講解在ANSYS Workbench平臺中進行顯式動力學分析、復合材料分析、疲勞分析、熱學分析以及結構優化分析的方法。