压力容器专题 | 筒体封头连接区域分析

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!

问题描述

某高压容器设计压力P=16MPa,设计温度T=200℃,材料为16MnR。筒体内径R1=775,壁厚t1=100mm;封头内径R2=800m,厚度t2=48mm。筒体削边长度L=95mm,试对该高压容器筒体与封头的连接区进行应力分析。

1、几何模型

几何模型如下图所示,轴对称模型:

压力容器专题 | 筒体封头连接区域分析的图1

2、材料参数

材料参数如下图所示,线弹性分析:

压力容器专题 | 筒体封头连接区域分析的图2

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:

压力容器专题 | 筒体封头连接区域分析的图3

4、边界条件

边界条件如下图所示,包含内压,位移约束等:

压力容器专题 | 筒体封头连接区域分析的图4

5、分析结果

应力强度如下图所示:

压力容器专题 | 筒体封头连接区域分析的图5

线性化应力如下图所示:

压力容器专题 | 筒体封头连接区域分析的图6

压力容器专题 | 筒体封头连接区域分析的图7

6、思考与展望

注意应力最大位置为应力奇异位置(几何突变)。

随着网格细化,应力强度无限增大,应力线性化后,表现为峰值应力无限增大。

文章来源于南京安世亚太 ,作者迈力特力

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