
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!
(資料圖片)
某加氫精制反應器,設計壓力P=8.8MPa.設計溫度T=347℃。
材料為:2Cr-1Mo,彈性模量E=2.0x105MPa,泊松比μ=0.3。
設計溫度下材料設計應力強度:裙座鍛造結構Sm=115.5MPa,筒體及封頭主體(板材)Sm1=153.7MPa。
設備總重mg=270000kg。 h型鍛件尺寸為:筒體內半徑R1=1406.5mm,璧厚t1=87mm:球封頭內半徑R2=1416.5mm,壁厚t2=52mm;裙座壁厚t3=22mm;過渡圓角半徑r=20mm;鍛造高度H=568mm。試分析該加氫反應器裙座支撐區的機械應力。1、幾何模型
幾何模型如下圖所示,軸對稱模型:
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,位移約束等:
5、分析結果
應力強度如下圖所示:
線性化應力如下圖所示:
6、思考與展望
軸對稱模型中的不連續一般都為整體不連續。
整體不連續區域的薄膜應力一般為局部薄膜應力。
整體不連續區域的薄膜應力+彎曲應力一般包含二次應力。