压力容器行业优秀学员作品展-兰工（第2期训练营）

    2023年8-9月，华仿CAE开展了第二期压力容器分析设计训练营，训练营的完整教学视频，已经上传至仿真秀平台：

压力容器应力分析设计高级方法26讲：塑性垮塌、局部失效、失稳垮塌、疲劳、断裂分析和结构优化设计

    本文为优秀学员兰工的作业展示，兰工通过训练营的系统学习，基本上在完全独立的情况下，完成了作业。

    从模型的复杂度和分析类型的多样性来看，该作业都具备一定的难度。恭喜兰工提升了技能，未来可期！

    设备简图：

    根据本设备的结构特性，建立 1/2 平面对称三维实体力学模型进行分析。模型厚度为名义厚度减去材料负偏差和材料腐蚀余量。

    采用ANSYS Workbench 2022 R1软件中的20节点三维实体单元(SOLID186)构成结构主体，总共有43138个单元，221168个节点。

    在Y=0的截面上，即筒体端部的轴向和周向施加0位移约束，径向自由。

    设计工况下：a. 壳体内表面施加内压载荷 1.6 MPa；b. 接管端面施加由内压引起的等效拉力分别为 0.61，1.23，3.92，6.42 MPa。

    液压试验工况下：a. 壳体内表面施加内压载荷 2.3MPa；b. 接管端面施加由内压引起的等效拉力分别为 0.88，1.78，5.63，9.22 MPa。

    设计工况下的有限元分析结果如下所示，应力最大值为171.32MPa，位于接管内拐点处，所在位置属于总体结构不连续处，应力最大值小于1.5 Sm =207 MPa，接管无需线性化，应力评定合格。

    兰工在这里同时演示了子模型分析技术。子模型分析结果如下所示。

    液压工况下的有限元分析结果如下所示，应力最大值为248.29MPa，位于接管内拐点处，所在位置属于总体结构不连续处，应力最大值小于1.5×0.95×Sy=370.5MPa，接管无需线性化，应力评定合格。

    除了以上机械载荷分析和子模型分析，兰工也展示了温度场分析技术和温度应力+机械应力分析技术。

    最后，兰工使用了ASME Fatigue插件进行了疲劳评定。

    本设备工作载荷之间的循环次数为4.5×107次，不满足ASME Ⅷ.2-2021《压力容器建造另一规则》中表5.9关于疲劳免除计算的条件，需对设备做疲劳分析。疲劳评定方法为ASME Ⅷ.2-5.5.3的弹性应力分析方法。疲劳损伤小于1，合格。

    对于兰工的作品，总结如下：

    1）几何建模具备一定难度，说明兰工掌握了几何建模技术；

    2）网格划分具备一定难度，说明兰工掌握了六面体网格划分技术；

    3）兰工对强度分析和热分析的材料参数也有正确的理解和应用；

    4）兰工展示了机械应力分析，温度场分析，温度应力分析，温度应力+机械应力分析，子模型分析，疲劳分析。说明兰工比较全面的掌握了压力容器分析技术。

    5）总体来说，兰工的作业体现了兰工重大显著的进步。兰工的分析报告仍有进步空间，这方面我们会单独和兰工交流，帮助兰工继续完善。