案例来源:余伟炜和高炳军老师的著作《ANSYS在机械与化工装备中的应用》是ANSYS经典界面在压力容器行业应用的经典教材。近些年,Workbench界面已经成为主流,ANSYS经典界面式微,可以说已经过时。但该书的行业知识并不过时,因此采用Workbench界面复现书中的案例,颇具价值!
某加氢精制反应器,设计压力P=8.8MPa.设计温度T=347℃。
材料为:2Cr-1Mo,弹性模量E=2.0x105MPa,泊松比µ=0.3。
设计温度下材料设计应力强度:裙座锻造结构Sm=115.5MPa,筒体及封头主体(板材)Sm1=153.7MPa。
1、几何模型
几何模型如下图所示,轴对称模型:
2、材料参数
材料参数如下图所示,线弹性分析:
3、网格模型
网格模型如下图所示,网格均匀整齐,符合压力容器行业的网格习惯:
4、边界条件
边界条件如下图所示,包含内压,平衡载荷,位移约束等:
5、分析结果
应力强度如下图所示:
线性化应力如下图所示:
6、思考与展望
轴对称模型中的不连续一般都为整体不连续。
整体不连续区域的薄膜应力一般为局部薄膜应力。
整体不连续区域的薄膜应力+弯曲应力一般包含二次应力。