压力容器的受力分析

(一 ) 压 力 容 器 的 受 力 分 析 一、问题描述： 如图所示为一台φ 700的立式贮藏罐，其手孔的直径为φ 88，材料为 16MnR,设计压力 13.5Mpa，工作压力为 12.3Mpa,弹性模量为 201Gpa，要求利用有限元方法对此压力容器进行压力分析设计。 在压力容器的应力分析中，压力容器部件设计关心的是应力沿壁厚的分布规律及其大小可采用沿壁厚方向的校核线代替校核截面，由于该压力容器为对称结构，所以可仅考虑贮藏罐上半部分的手孔、封头和筒体进行分析设计。上端的结垢尺寸和在壁厚方向的校核线如图所示。根据其结构特性，有限元分析模型如图，法兰上的螺栓力可以转化成一个集中力 F，且 F=82109N。 四.基本模型建造 五.模型的网格划分 具体步骤为： GUI操作：Mainmenu> preprocessor>meshing>mesh tool.弹出 mesh tool对话框，在 size controls下 global里点击按钮 set，弹出对话框，在对话框中 SIZE element edge length项中填 5，点击按钮 ok. 点击按钮 mesh, 点击按钮 pickall，点击按钮 ok。将模型分网。 六.施加载荷和约束 施加的具体步骤为： （1） 施加Y方向的约束 GUI操作：Mainmenu>solution>define loads> apply> structural > displacement> on lines,弹出对话框，选择下面需要施加约束的一条线，点击按钮ok，弹出对话框，在对话框的dofs to be constrained中选择UY, 点击按钮OK。 （2） 施加X方向上的节点约束 GUI操作：Mainmenu>solution>define loads>apply> structural> displacement>on keypoint,弹出对话框，选择下面一条线中最右面的一个节点，点击ok，弹出对话框，在对话框的dofs to be constrained中选择UX, 点击按钮OK。 （3） 施加集中力荷载 GUI操作：Mainmenu>solution>define loads>apply>structural> Force/moment>on keypoint,弹出对话框，选择上面需要加载的一个点，点击按钮OK。 （4） 施加压力荷载 GUI操作：Mainmenu>solution>define loads>apply>structural> pressure>on lines,弹出对话框，选择上面需要加载的线，点击按钮OK。 七. 求解设置及求解 （1） 新的分析类型设置为静态的 GUI操作：Mainmenu>solution>analysis type>new analysis,弹出对话框，选择 static, 点击按钮 OK （2） 分析类型设置为小位移 GUI操作：Mainmenu>solution>analysis type>sol'n controls,弹出对话框,在 basic中，analysis options 中 small displacment static,ok （3） 求解 GUI操作：Mainmenu>solution>solve>current ls,OK. 八. 模型的等效三相应力的云图