承压设备分析设计问答（第八回）

以下都是2020年SAD设计作业答辩题：

24.Solid186单元，节点自由度如何。壳单元的节点自由度又如何？

解析：

Solid186是带有中间节点的六面体单元，相比不带中间节点的六面体，计算精度更高，而且更擅长模拟不规则区域，比如倒角区域，Solid186单元是ANSYS workbench 默认的单元，相比经典版ANSYS 不会因为选择单元的不同而产生计算结果的差异。

板单元

板单元（Plane）的每个节点有3个自由度：平面内的转动自由度θx， θy和法线方向的平动自由度Uz。

4节点12自由度  板单元在三维空间以3节点或者4节点单元的形式体现，这类单元常用来模拟和分析压力容器或者车身类零件。板单元不考虑平面外的转动自由度，但是具有其他方向的转动自由度和所有的平动自由度。

薄壳单元

薄壳单元（Thin shell）是最常用的2D单元，每个节点有6个自由度（Ux， Uy， Uz， θx， θy， θz）。薄壳单元可以看作是板单元和膜单元的组合 4节点24自由度

( Ux , Uy , Uz , θx , θy , θz) = Uz , θx , θy + Ux , Uy , θz

25.卧式容器的位移边界条件如何施加

解析：这是问设计者模型中如何施加约束。卧式容器鞍座有固定端和滑动端，约束的正确施加对计算结果有很大的影响，特别是有温差应力的时候，鞍座标准根据温度差在滑动端设置长圆孔，固定端鞍座底板不可以转动，水平、垂直方向不能移动 ，滑动端鞍座底板不可以转动，水平径向方向和垂直方向不能移动，水平轴向方向可以滑动。

26.吸附塔怎么考虑风载荷和地震载荷,图纸中的锥壳只计算内压,是否还要考虑风载荷和地震载荷,请问这里应该怎么分析

解析：答辩图纸目前看不到，根据以往的作业进行分析。塔器按照NB/T47041标准应进行风载荷和地震载荷分析，评定裙座和封头筒体的各个危险截面是否满足要求。吸附塔考虑风载荷和地震载荷的计算需要建立整体模型或1/2模型进行分析。吸附塔一般没有锥壳，如果带有锥壳，考虑锥壳作为主要受压元件，不能按照局部模型进行分析计算，目前计算机的处理能力都很强，建议按照整体模型进行分析，这样锥壳的边界条件（特别是弯矩和轴向拉压）才能和实际相符，以便确定是否需要设置折边或者增加厚度。对于地脚螺栓和基础环板等计算，我通常采用常规计算的方法。

27.疲劳设备只做疲劳分析可以吗?为什么

解析：这是不可以的，作为设计者，我们要考虑存在的各种载荷，JB4732和ASME标准都已把需要考虑的各种载荷列出。在保证设计压力静载荷安全的前提下，还需要考虑循环载荷，试验载荷，事故载荷等等，以及各种可能的失效模式。

疲劳设备因存在压力或温度波动，如果存在温差交变还需要考虑棘轮，确定是否安定，有的设备还要考虑是否会发生蠕变，不仅仅是疲劳分析。