基于ANSYS的外压容器稳定性分析
基于ANSYS对压杆稳定性的分析及验证
将一竖直力 Ｆ施 加 在 杆 件 上，再 施 加 一 横 向 力 Ｐ，使 杆 件在力的作用下转动。如果力 Ｆ不大，则杆可以保持平衡状 态，若撤去横向力 Ｐ后，杆件将还原到原来的直线状态，这就 是稳定平衡。而不稳定平衡指的是当力 Ｆ过大，超过一个特 定值 Ｆ１ 时，且横向力 Ｐ不再作用，则杆发生弯曲变形，且不
定义杆件的柔度 λ，其表示压杆的细长程度，计算公式为： λ＝μｉＬ，因此杆件通过计算其柔度大小确定压杆类型。
当 λ≥λｐ，压杆类型为细长压杆，也叫大柔度杆。 当 λ＜λｐ，压杆类型为非细长压杆，包括中柔度杆和小柔 度杆。
技术与市场 ２０１９年 第２６卷 第１期
如图 １所示，工程中不同的压杆类型对应于不同的临界应 力计算公式，欧拉公式适用于细长压杆的情况。
２０
再恢复。而 Ｆ１ 就是杆件即将由稳定平衡到不稳定平衡的临 界力 Ｆ［ｃｒ３］。 １．２ 临界压力表达式
杆件受压时，当轴向压力 Ｆ达到临界力 Ｆｃｒ时，压杆将不再 保持稳定平衡状态，使之呈现出微弯状态，利用欧拉公式有：
Ｆｃｒ＝（πμ２ＬＥ）Ｉ２ 式中 μ为长度因数，具体取值如表 １所示：
表 １ 不同杆端约束条件下的长度因数
创新与实践
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＭＡＲＫＥＴ Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．１，２０１９
基于 ＡＮＳＹＳ对压杆稳定性的分析及验证
冯 超
（华北水利水电大学 机械学院，河南 郑州 ４５００００）
摘 要：在实际工程中，当杆件承受的压力超过某一数值后，在外界扰动下很容易发生弯曲变形，从而造成压杆的稳定失 效进而影响其功能。利用有限元软件对受压杆件的稳定性进行分析，并对其临界载荷进行了 ＡＮＳＹＳ验证，从而为受压杆 件的设计提供依据。 关键词：弯曲变形；稳定性；临界载荷；ＡＮＳＹＳ槡ｉ＝Ｉ Ａ＝Ｄ４
ANSYS稳定性分析
ANSYS稳定性分析ANSYS稳定性分析是一种通过模拟和计算来评估系统或结构在特定条件下的稳定性能力的工程方法。
在工程实践中，稳定性分析是一个非常重要的方面，它可以用来评估各种系统或结构在不同条件下的安全性和可靠性。
通过稳定性分析，工程师可以确定系统或结构在正常操作或受到外界干扰时是否能保持稳定，从而提前预测和解决潜在的问题。
ANSYS是一种基于有限元方法的工程仿真软件，可以用来进行各种稳定性分析。
ANSYS提供了强大的模拟和计算工具，可以模拟各种条件下的物理行为和相互作用。
稳定性分析是ANSYS中的一个重要功能，它可以帮助工程师模拟和评估各种系统或结构在不同条件下的稳定性能力。
在进行ANSYS稳定性分析时，首先需要定义系统或结构的几何形状和材料属性。
然后，可以使用ANSYS提供的建模工具创建系统或结构的三维模型。
接下来，需要定义系统或结构的边界条件和加载情况，以便在仿真中考虑外部力和约束。
在模型准备好后，可以使用ANSYS中的求解器进行稳定性分析。
在稳定性分析中，常用的评估指标是系统或结构的临界载荷、屈曲点和相应的挠度或应变。
通过改变加载条件或模型参数，可以确定系统或结构的稳定临界点。
根据得到的结果，工程师可以判断系统或结构在特定条件下的稳定性和安全性，并采取相应的措施来提高系统或结构的稳定性能力。
ANSYS稳定性分析的一个典型应用是建筑结构的稳定性分析。
在建筑设计和施工中，稳定性是一个至关重要的因素。
通过使用ANSYS进行稳定性分析，工程师可以评估各种结构在不同条件下的稳定性和安全性。
在设计和施工过程中，可以通过稳定性分析来验证结构的可靠性，从而预防潜在的结构故障和灾害。
除了建筑结构，ANSYS稳定性分析还可以应用于其他领域，如航空航天、汽车工程、机械工程等。
在这些领域中，稳定性分析可以用来评估各种系统或结构在不同工况下的稳定性和安全性。
通过稳定性分析，工程师可以优化系统或结构的设计，提高其稳定性和可靠性。
基于ANSYS分析的压力容器强度计算方法
基于ANSYS分析的压力容器强度计算方法陈海新【期刊名称】《特种设备安全技术》【年(卷),期】2024()3【摘要】目的:基于ANSYS分析的压力容器强度计算方法。
方法:高压立式容器的支撑结构用于支撑整个容器的压力。
使用ANSYS软件建立高压立式容器模型,通过模拟结构反映出实际受载情况,采用ReForce载荷类型来进行加载,设置位移边界约束和力边界条件,对边界条件进行验证,确定设置的边界条件不会导致模型产生过度的约束或加载。
在容器中接入接管的方式有嵌入式、插入式和安放式,需要对三种接管的受力计算进行分析,判断其力学性能。
结果:在总受力方面,安放式接管的受力最大为9600N,嵌入式接管最小为9000N;安放式接管的支撑结构的反作用力为1700N,为三种方式的最大受力。
嵌入式接管的支撑结构的反作用力为1500N,为三种方式的最小受力。
结论:如果需要承受较大的内压和外压,且需要较大的支撑力,应优先选择安放式接管;如果对内压和外压要求不高,且支撑结构反作用力较小,可以选择嵌入式接管以减小整体结构尺寸和质量。
【总页数】3页(P8-9)【作者】陈海新【作者单位】中国昆仑工程有限公司辽锦分公司【正文语种】中文【中图分类】TP3【相关文献】1.基于ANSYS的压力容器筒体封头连接强度分析2.板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之二r——八种压力容器壳体的强度计算方法分析(上)3.板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之二--八种压力容器壳体的强度计算方法分析(下)4.基于有限元分析法的复合材料球头销成型过程仿真优化——评《压力容器全模型ANSYS分析与强度计算新规范》5.基于ANSYS对压力容器筒体连续大开孔强度分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ANSYS的外压圆柱壳的屈曲分析
基 于 ＡＮ Ｓ Ｙ Ｓ 的 外 压 圆 柱 壳 的 屈 曲分 析
余军 昌， 徐 超，Байду номын сангаас张 峰， 金伟娅
（ 浙 江工 业 大学 过 程 装置 与控 制 工程研 究 所 ，浙 江 杭 州 ３ １ ０ ０ １ ４ ）
摘 要： 圆柱壳的稳定性是 外压容 器设 计 中应该考虑 的首要 问题 。文章利用有限元软件 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ分别 对外压 圆柱 壳进行
所谓 压力 容 器 的失稳 是指 压力 容器 所 承受 的载 荷 超 过 某一 临界 值 时突 然失 去原 有几 何形 状 的现象 。研
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｃ ｙ ｌ ｉ ｎ ｄ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｉ ｍａ ｒ ｙ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｔ ｈ ａ ｔ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ
了特征值 、 几何非线性和 几何／ 材料双 非线性屈 曲分析 ， 并把有 限元计算结果 和 Ｍｉ ｓ ｅ ｓ 公式计 算结果进行 了对比 ， 给 出了
外压 圆柱 壳稳 定性 的分析结论。 同时， 对带加 强 圈的外压 圆柱 壳进行 了失稳 分析 ， 提 出 了一种判 断加 强 圈的刚度是 否满
基于ANSYS Workbench的某夹套容器主要部件设计计算
第 57 卷第 1 期2020 年 2 月化 工 设 备 与 管 道PROCESS EQUIPMENT & PIPINGV ol. 57 No. 1Feb. 2020基于ANSYS Workbench 的某夹套容器主要部件设计计算李俊儒（中石化宁波工程有限公司上海分公司，上海 200030）摘 要：鉴于规则设计方法的局限性，在某夹套容器几个主要部件的设计中，借助有限元软件ANSYS Workbench 完成了计算，包括：与夹套和内筒同时连接的内筒外压加强圈，计及附件载荷的螺栓连接平盖，支持板布置“特殊”的U 形换热管束的固有频率。
目前，该设备已制造完成，并经试验、检验合格出厂。
关键词：夹套容器；加强圈；平盖；U 形换热管；ANSYS Workbench中图分类号：TQ 050.3；TH 123 文献标识码：A 文章编号：1009-3281（2020）01-0009-007收稿日期：2019-10-24作者简介： 李俊儒（1987—），男，工程师。
主要从事压力容器设计工作。
图1所示为某装置的夹套容器，两种介质在内筒中受机械搅拌进行混合反应，夹套和U 形管束内通入循环水，将反应产生的热量及时排出。
为提高传热效率，夹套内设有螺旋导流板与内筒焊接。
8个U形换热管束和搅拌装置架设在平盖上，U 形管束延伸至容器底部，并沿圆周均布。
设备的主要部件、尺寸、材质及管口见图1，图中尺寸单位均为mm ，主要设计、操作参数见表1。
图1 设备简图Fig.1 Equipment diagram除搅拌装置外，设备的详细设计主要依据化工工艺的需求，以及GB/T 150—2011 [1]、GB/T 151—2014 [2]、HG/T 20569—2013 [3]（附录B ）等标准的规则设计方法进行。
但在几个主要部件的设计中，因为第 57 卷第 1 期· 10 ·化 工 设 备 与 管 道结构或载荷的原因，规则设计方法难以适用，需要借助有限元软件ANSYS Workbench 进行分析设计，包括：内筒外压加强圈的稳定性，螺栓连接平盖的挠度，U 形换热管束的自振频率。
ANSYS在压力容器设计中的应用
压力容器----ANSYS在工业产品设计中的应用（1）压力容器是石油化工行业的重要设备，对于压力容器的设计至关重要，在设计研发过程中常涉及到强度、稳定性、疲劳寿命等多方面的工程问题。
随着现代CAE仿真技术的日趋成熟，企业完全可以将这种先进的研发手段与试验和经验相结合，形成互补，从而提升研发设计能力，有效指导新产品的研发设计，节省产品开发成本，缩短开发周期，从而大幅度提高企业的市场竞争力。
安世亚太ANSYS仿真工具在1996年通过压力容器标准化委员会认定。
下文是CAE仿真技术在解决压力容器产品研发部分常见工程问题的简要介绍：一、压力容器的强度问题✓压力容器整体强度、变形分析✓封头、开孔及补强零部件校核✓压力容器热应力分析✓法兰连接的螺栓强度分析✓压力容器稳定性分析压力容器在结构设计中需要考虑不同工作状态下的应力和变形。
ANSYS软件可以帮助解决在不同的工况条件下，结构零部件的强度、刚度及稳定性校核问题。
二、压力容器的动力学问题1.压力容器的模态分析✓压力容器的瞬态动力学分析✓压力容器的随机振动分析✓压力容器的谱分析ANSYS软件可以分析压力容器在诸如地震载荷下的瞬态动力学响应分析，通过输出零部件的位移随时间变化的曲线，分析压力容器的最大动应力。
三、压力容器的疲劳问题✓压力容器焊接接头的疲劳分析✓热应力的疲劳分析✓振动疲劳分析产品的抗疲劳性能和可靠性会直接影响其在市场竞争中的成败。
ANSYS高级疲劳分析和设计软件可以分析压力容器在交变载荷等的疲劳分析。
四、压力容器的优化分析✓阀门、封头等零部件的优化设计✓压力容器整体质量优化对压力容器以及阀门等零部件三维有限元强度分析与结构形状优化设计，以达到重量最轻、或应力最小、或寿命最长、或温度分布最均匀等目标。
五、相关CAE软件模块介绍✓几何建模：AnsysDesignModeler、Ansys SCDM✓结构仿真分析：AnsysMechanical✓疲劳寿命分析：AnsysnCodeDesignlife、Fe-safe、Ansys Fatigue✓设计优化分析：AnsysDesignXplorer。
ANSYS特征值法在计算外压圆筒弹性失稳中的应用讨论
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｐ ｉ ｔ ｆＡＮＳ ｃ ｏ ＹＳ ＬＢＡ ｎ Ｃｒｔｃ ｌＢｕ ｋ ｉ ｇ Ｐｒ ｓｕ ｅ ｉ ｉｉａ ｃ ｌ ｅ ｓ ｒ ｎ
பைடு நூலகம்
ｏ ｌ ｄ ｒＳ ｂｅｔｄｔ ｘｅｎ ｌ ｒｓｕ ｅ ｆＣｙｉ ｅ ｕ ｊｃｅ ｏＥ ｔｒ ａ ｅｓ ｒ ｎ Ｐ
Ｓ ＹＳ
符号说 明：
ｎ—— 失稳时的波数
— —
圆 筒 长 度 泊 松 比
ｐ， ——临界失稳压力
— —
—
—
表征长 、 圆筒失稳 的特征 系数 短 材 料弹性模量 Ａ， —— Ｍ ｓｓ ， ｉ 公式推导过程 中间参数 ， ｅ
、 。
Ｄ ，。 。Ｒ —— 圆筒外直径 、 外半径
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｒ ｉ ｌ ｕ ｋｉｇｐｅｓｒ；ｙ ｎ ｅ ｕｊｃｅ ｘ ｒａ ｐｅｓｒ ； ｓｓ ｆｒ ｕａ Ｆ Ａ； Ｎ ｙｗ ｒ ｓｃ ｔ ａ ｂ ｃ ｌ ｒｓｕｅ ｃｌ ｄ ｒ ｂｅｔ ｔ ｅｔｎ ｌ ｒｓ ｅ Ｍｉ ｏ ｌ； Ｅ Ａ — ｉｃ ｎ ｉ ｓ ｄｏ ｅ ｕ ｅ ｍ
Ａ Ｓ Ｓ 征 值 法在 计算 外压 圆筒 弹 性 失 稳 ＮＹ 特 中的应用讨论
刘 文涛 ， 陈冰 冰 。 高增 梁
（ 浙江工 业 大学 化工机 械设 计研究 所 ， 浙江 杭 州
３０３ ） ０２ １
摘 要： 对弹 性 范围 内外压 圆筒 ， 针 采用 Ａ Ｓ Ｓ软 件特 征值 法对 其进 行 稳 定 性分 析 ， 与 目前 常 见 ＮＹ 并 的理 论计 算公 式 、 计标 准算 图进 行对 比分 析 。结果 表 明 ： 用 壳单元 Ｓｅ ８ ， Ｍｘ ．３时 ， 设 采 ｈｌ１１ 当 ｌ ＞２８ Ａ Ｓ Ｓ软 件 中特 征值 法 （ Ｂ 所得 结果 与 Ｍｉ ｓ公 式 吻合较 好 ， 与设 计标 准 中外压 算 图中 的数 ＮＹ Ｌ Ａ） ｓ ｅ 且
基于ANSYS的压力容器可靠性研究
基于ANSYS的压力容器可靠性研究摘要：随着科技的不断发展，ANSYS应用比较广泛，这是一种大型的通用软件，可以在众多领域当中应用，而且实际使用效果较好。
使用大型的通用有限元分析软件，也就是使用ANSYS软件分析压力容器可靠性，具有非常的应用效果，为提高压力容器可靠性，具有重要的意义和作用。
关键词：ANSYS；压力容器；可靠性；研究随着经济的快速发展，人们对于产品质量的要求越来越高了，其中产品的可靠性，是衡量产品品质的重要标准，也是重要的产品指标。
随着机械结构的快速发展，进行可靠性研究，是衡量机械结构的重要标准，也决定了机械结构和性能。
在进行机械结构设计过程中，应当充分地考虑可靠性，严格地按照相关标准进行设计，这样才能提高产品性能，所设计出来的产品，更加符合参数要求。
随着ANSYS软件的应用，促进了压力容器的可靠性分析发展，而且提高了压力容器的安全性，全面地提高了压力容器质量，因此在众多领域当中被广泛地应用，为相关行业发展起到了积极的推动作用。
1可靠性理论分析通常情况下进行可靠性研究，主要的对象有电子和电气可靠性，以及机械和零件的可靠性，还有系统和软件、硬件的可靠性等。
但是从广义上来讲，可靠性指的是某一对象的有效性和维修性，可靠性在很大程度上和产品设计有关，目前可靠性已经在众多领域当中应用了。
ANSYS是大型的通用有限元分析软件，可以和计算机和信息技术相融合，从而实现数据交换和共享，所以可以在多个领域中应用。
ANSYS是国际上最流行分析软件，被广泛地应用到可靠性分析中。
2使用 ANSYS进行压力容器可靠性设计特点2.1可以更加真实地反映出压力容易状态在实际使用过程中，基于ANSYS进行压力容器可靠性设计，不仅提高了安全系数，而且在取值时也有一定优势，这些和可靠性设计当中的应力、强度、均值都有一定关系，同时还和曲线，以及离散程度有关。
一般情况下机械性产品，只对可靠性设计当中的应力值、强度数值、曲线分布特点进行分析。
基于ANSYS的油罐拱顶稳定性分析
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ｔ ａ ｎ ｋ； ｉ ｒ ｂ ｂ ｅ ｄ ｄ ｏ ｍｅ ｒ ｏ ｏ ｆ； ＡＮＳ ＹＳ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒｅ ； ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ； ｎ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ ｂ ｕ ｃ ｋ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； ａ ｒ ｃ — ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
摘 要 针 对加 肋拱 顶稳 定 性十 分 复杂 的 问题 ， 基于Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 建 立 了加肋拱 顶 油罐 的
三维有限元模 型， 对加肋拱顶的结构稳定性进行 了数值模拟。对加肋拱 顶在外压作用下 的线性与非线性 临界屈 曲载荷进行 了对比分析 ， 利用弧长法获得 了拱顶在加肋情况下径
向、 环 向、 轴 向 的载荷 一 位 移 曲线 。结 果表 明 ： 数 值模 拟 的加 肋 拱 顶屈 曲方 向和 屈 曲 区域
Ｈｅ Ｗａ ｎ ｇ ， Ｌ ｉ ｕ Ｌ ｉ — ｃ ｈ ｕ ａ ｎ， Ｌ ｉ Ｈｕ ａ － ｎ ａ ｎ
（ Ｄ ｅ ｐ ｔ ． ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｌ Ｅ Ｕ， Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ ４ ０ １ ３ １ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
加肋拱顶油罐是石化行业的大型储油装备。由于薄壁轴对称结构在外压作用下容易发生屈曲破坏 ，
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ —７ ８ ４ ３ ． ２ ０ １ ４ ． ０ １ ． ０ ０ ６
基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 的油罐拱顶稳定性分析
压力容器ansys分析.
高压空气储气罐ANSYS 应力分析
压力容器是在冶金、化工、炼油、气体等工业生产中频繁使用，常常用来存储各类不同压力、温度、介质的气体，或被使用为干燥罐，蒸压釜、反应釜、缓冲罐、医用氧气瓶等等。
同时大部分罐都属于特种设备—压力容器，其制造和使用国家都有严格规范标准，特别是压力容器的疲劳强度和形体薄弱环节的研究对于特种设备的安全使用很重要，这里借助于ansys软件很直观精确地将其中一种压力容器—高压空气储气罐进行了疲劳分析之一—压力应力分析。
一、高压储气罐的设计条件：
①
建立几何模型
② 由于该容器形体的对称性，选择1/4 来分析：
三、加载求解
四、结果分析。
基于ANSYS的压力容器有限元分析及优化设计
317压力容器是一种能够承受压力的密闭容器，广泛应用于煤化工生产领域。
煤化工生产作业环境苛刻，需要其外壳具备较高的强度，保护内部电子元器件不被损坏。
为验证压力容器的耐压性能，需根据其工作条件设计压力容器，将机器人安装在压力容器内部，对压力容器进行加压以模拟其高压工作环境，检测外壳的耐压性能是否符合要求。
本文基于国标 GB150-2011中关于压力容器的规定，完成压力容器的各项参数的计算取值。
利用 ANSYS 有限元仿真软件对其进行校核，对该压力容器工作状态下的应力及变形情况进行分析，判断其结构强度及 O 形圈的密封效果是否符合要求[1]。
1 压力容器参数化设计 对实际工况进行分析，根据要求完成压力容器的初步设计，结构如图 1 所示。
图1 压力容器三维模型该压力容器主要由两部分组成：压力舱和平盖，两个部件通过螺栓连接，平盖挤压压力舱端面上的 O 形圈完成密封。
由于采用水作为介质进行加压维持压力舱内压力处于预定值，压力容器需经常浸泡在水环境中，容易腐蚀生锈，会对密封结构造成破坏，且存在安全隐患，因此采用不锈钢完成该压力容器的设计和制造。
平盖所承受的应力较大，工作时容易产生较大变形导致 O 形圈密封失效，因此平盖需采用高强度不锈钢材料。
20Cr13是一种常用的高强度马氏体不锈钢材料，具有高抗蚀性、高强度、高韧性和较强抗氧化性，被广泛应用于制造各种承受高应力的零件。
基于20Cr13的优良性能，选用该材料用于平盖的设计和制造[2]。
与平盖相比较，压力舱承受应力相对较小，选用 304 不锈钢用于压力舱的设计和制造。
基于国标 GB150-2011 关于压力容器的规定，对压力容器各部分的参数进行计算如下：（1）壳体厚度计算： 圆筒厚度计算公式如下：[]c ii c P D −=φσδ2P（1）式中，σ为圆筒壳体计算厚度（mm）；p c 为计算压力（MPa）；D i 为圆筒内直径（mm），[σ]i 为壳体材料的许用应力（MPa），φ为焊接接头系数。
基于ANSYS的某型压力容器静态与动态特性分析
第33卷第3期2 0 18年8月青岛大学学报（工程技术版）JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY (E&T)Vol. 33 No. 3Aug. 2 0 18文章编号 # 1006 - 9798(2018)03 -0120 - 05; DO * 10.13306/1 1006 - 9798.2018.03.022基于ANSYS 的某型压力容器静态与动态特性分析黄妮，戴作强(青岛大学机电工程学院，山东青岛266071)摘要：针对压力容器容易发生强度失效和稳定失效等问题，本文基于A N S Y S 软件对某型压力容 器的静态与动态特性进行研究，获取了其应力集中危险位置。
在三维建模软件S o lid W o rk s 中，建 立压力容器的三维几何模型，使用自由边划分中面进行网格划分，并给出了载荷及边界条件，将前 处理完成的压力容器模型以c d b 格式导人A N S Y S 软件中进行求解，并在空罐状态下对压力容器 进行动力学特性分析。
分析结果表明，该压力容器的静强度具有一定的余量，不会发生强度失效；在空罐状态下，压力容器筒体和封头容易发生共振，可以在筒体位置适当增加阻尼和约朿，以加强 其稳定性，或者在振型最大处增大厚度以提高刚度，防止和避免共振带来的危害。
该研究保障了压 力容器在操作工况下安全可靠。
关键词：压力容器；A N S Y S #静强度分析；模态分析中图分类号：T H 49文献标识码：A压力容器是化工生产中极为重要的一类储运设备[1]，随着存储介质质量和种类的变化，压力容器产生失效事 故的可能性在不断增加，所以对压力容器进行静态和动态特性研究，分析其结构可靠性具有重要意义。
近年来， 对压力容器可靠性的研究有许多。
郑云虎等人）]采用静强度和模态分析结合的方法，对立式圆柱薄壁容器的振 动特性进行了研究，获得了压力容器的强度和刚度薄弱位置；张自斌等人）]对压力容器的宏观力学响应进行了分 析，并作出应力安全评定，同时运用子模型技术对压力容器接管区域进行了更为精确的应力分析；赵积鹏等人）] 采用特征值屈曲分析方法，得出了压力容器屈曲模态形状和临界外压，提出了压力容器安全使用的临界条件；朱 国樑）]应用A N S Y S 分析了立式厚壁压力容器筒体与封头的应力分布特点，提出了优化措施；马言等人）]针对压 力容器分层缺陷的扩展问题，从动力学角度对压力容器进行模态分析，找到了分层缺陷扩展的原因。
外压薄壁容器的稳定性实验实验报告实验反思
外压薄壁容器的稳定性实验实验报告实验反思
实验目的：
通过对外压薄壁容器的稳定性实验，探究在外部施加压力的情况下，薄壁容器的变形和破裂情况，并进行实验反思。
实验步骤：
准备工作：收集所需的薄壁容器样本、测量仪器和压力施加装置。
实验装置搭建：将薄壁容器样本放置于固定夹具中，保持其垂直并固定不动。
外部压力施加：逐渐向薄壁容器施加外部压力，记录压力值。
观察和记录：观察薄壁容器的变形情况，并记录所施加的压力和变形情况。
压力卸载：逐步卸载外部压力，记录压力值和容器回复正常形态的情况。
实验结果：
根据实验数据和观察结果，记录薄壁容器在不同压力下的变形情况和可能出现的破裂点。
实验反思：
实验设计方面：实验中是否考虑了足够的样本数量和不同材料的薄壁容器，以便得到更全面的结果？
实验过程中是否严格控制施加的压力范围，避免超出薄壁容器的
承受能力导致破裂？
在观察过程中是否注重记录薄壁容器的变形情况和可能出现的
破裂点位置，以便进一步分析？
对实验中可能存在的误差来源进行分析和讨论，例如测量仪器的精确度等。
改进建议：
增加样本数量和材料种类的多样性，以提高实验结果的可靠性和代表性。
精确控制施加的压力范围，避免因过大或过小的压力导致实验结果偏差。
使用更为敏感和精确的观测方法，如光学显微镜或应变测试仪等，以获取更准确的数据。
实验过程中需注意操作规范和安全措施，以避免意外伤害和损失的发生。
结论：
通过外压薄壁容器的稳定性实。
ANSYS 基本建模方法及结构稳定性分析-推荐下载
ANSYS 基本建模方法及结构稳定性分析一 ANSYS与结构分析ANSYS软件是融结构、流体、电磁场、声场和热场分析于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛应用于土木、地质、矿业、材料、机械、水利等工程的分析和研究。
可在大多数计算机和操作系统（如Windows、UNIX、Linux、HP-UX等）中运行，可与大多数CAD软件接口。
结构分析用于确定结构的变形、应变、应力及反作用力等，它包括以下几种类型：静力分析——用于静态载荷。
可以考虑结构的线性及非线性行为，例如：大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹及蠕变等。
屈曲分析——用于计算线性屈曲载荷并确定屈曲模态形状。
同时可以实现非线性屈曲分析。
模态分析——计算线性结构的自振频率及振形。
谐响应分析——确定线性结构对随时间按正弦曲线变化的载荷的响应。
瞬态动力学分析——确定结构对随时间任意变化的载荷的响应. 可以考虑与静力分析相同的结构非线性行为.谱分析——是模态分析的扩展，用于计算由于随机振动引起的结构应力和应变(也叫作响应谱或PSD)。
显式动力分析——ANSYS/LS-DYNA（显式动力学分析模块）可用于计算高度非线性动力学问题和复杂的接触问题。
专项分析——断裂分析, 复合材料分析，疲劳分析。
二 ANSYS分析过程中三个主要的步骤：.1. 创建有限元模型–创建或读入几何模型.–定义材料属性.–划分单元(节点及单元).2. 施加载荷进行求解– 施加载荷及载荷选项.– 求解.3. 查看结果– 查看分析结果.– 检验结果. (分析是否正确)三几何建模ANSYS软件几何建模通常包括两种方式，自底向上建模和自顶向下建模。
所谓自底向上建模，顾名思义就是又建立模型的最低单元的点到最高单元的体来构造实体模型。
即首先定义关键点，然后利用这些关键点定义较高级的实体图元，如线，面，体。
ANSYS软件允许通过汇集线面体等几何体素的方法构造建模。
当生成一种体素时，ANSYS程序会自动生成所有从属于该体素较低级的土元，这种一开始便由较高级的实体图元构造模型的方法就是所谓的自顶向下的建模方法。
基于ANSYS的压力容器可靠性分析
核 动 力 工 程Nuclear Power Engineering第30卷 第1 期 2 0 0 9 年2月V ol. 30. No.1 Feb. 2 0 0 9文章编号：0258-0926(2009)01-0109-03基于ANSYS 的压力容器可靠性分析彭翠玲，艾华宁，刘青松，向文元（中科华核电技术研究院，广东深圳，518124）摘要：运用通用有限元分析软件（ANSYS ）的概率设计功能，以压力容器壁厚、压力载荷及弹性模量为随机输入变量，模拟实际结构设计参数的随机性。
选用蒙特卡罗法进行压力容器应力的可靠性分析，获得了该有限元分析模型的应力概率分布特征，得到了压力载荷、壁厚等设计参数对应力分布的敏感程度。
关键词：压力容器；可靠性分析；ANSYS ；蒙特卡罗法 中图分类号：TG404 文献标识码：A1 前 言常用工程构件的设计方法有两种：传统的结构强度理论设计方法和可靠性设计方法。
结构强度设计方法是假设各设计变量为确定值，并要求结构的工作应力小于材料的许用应力，即[]σσ≤。
这种设计方法中，材料的属性、结构尺寸、载荷等各种参数都是根据假设和理想化得到的，对这些因素的误差引入一个安全系数加以处理。
严格说来，这些参数都不是确定的，具有一定的随机性和模糊性。
可靠性设计方法假定设计变量为随机变量，依据可靠度或失效概率进行设计，也称为概率设计。
相对于确定性的评价方法，可靠性设计方法不但能给出较准确的失效概率值，还可给出结构的设计参数敏感性分析结果。
本文应用ANSYS 概率设计模块PDS 的可靠性分析功能，采用蒙特卡罗法，以压力容器壁厚、压力载荷及材料的弹性模量作为随机输入变量，对压力容器的可靠性进行了分析。
2 ANSYS 的可靠性分析功能ANSYS 的概率分析的参数包括随机输入参数和随机输出参数。
随机输入参数指影响分析结果的结构和载荷数据，如弹性模量、载荷、结构几何尺寸等。
随机输出参数指有限元分析的结果，通常是随机输入参数的函数，如应力、应变等[1]。
食品加工设备中外压容器的稳定性数值分析
食品加工设备中外压容器的稳定性数值分析
麦源;白勇
【期刊名称】《食品与机械》
【年(卷),期】2014(030)001
【摘要】针对食品工程设备中存在较多的外压容器,进行临界压力理论计算分析;同时利用ANSYS Workbench方法进行数值分析,研究长、短圆筒的临界压力和失稳模态.通过分析得到外压容器的失稳波形,其失稳波数与理论分析的失稳波数完全吻合;与短圆筒在其临界压力下失稳后的变形相比较,长圆筒在其临界压力下失稳后的变形更加明显;同临界压力理论解相比较,数值解通常为理论解的1.28～1.62倍,且多数趋近于1.4倍.可为食品工程设备中外压容器结构的合理设计提供参考依据.【总页数】5页(P137-140,164)
【作者】麦源;白勇
【作者单位】海南大学信息学院,海南海口 570228;海南大学信息学院,海南海口570228
【正文语种】中文
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基于ANSYS的球形封头压力容器的可靠性分析
元和蒙特卡罗相结合方法， 对压力容器结构进行可 靠性和灵敏度分析， 并对结果进行讨论。
1 基于 ANSYS 的可靠性分析功能
目前解决复杂结构可靠性问题的常用方法有蒙 特卡罗法、 响应面法等。 蒙特卡罗法是一种用数值 模拟来解决与随机变量有关的实际工程问题的方 法。 对随机变量的数值模拟相当于一种 “试验”， 所以蒙特卡罗法又称为统计试验法。 蒙特卡罗法适
*许安俊， 男， 1974 年生， 硕士研究生。 扬州市， 225600。
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化工装备技术
第 33 卷第 2 期
用面广， 并且只要建模准确， 模拟次数足够， 所得 结果是可信的。 蒙特卡罗模拟是目前可靠度分析结 果正确性验证的惟一手段。 响应面法是近几年发展 起来的进行可靠性分析的另一种有效方法， 其思想 是通过系列确定性试验拟合一个响应面来模拟真实 的极限状态， 从而进行可靠性分析。 蒙特卡罗法中 所需循环次数与变量个数无关， 只取决于所输出结 果的类型及分散程度。 响应面法中模拟循环次数取 决于输入变量的个数。 对屈曲、 接触以及理想弹塑 性分析等问题， 输入变量的细微变化可能导致输出 变量突变， 这时响应面法不适用。
Key words： Pressure vessel; Spherical head; Reliability; ANSYS; Monte Carlo
随着现代工业设备向着高参数方向发展， 对压 力容器设计提出了更高的要求， 不仅要求其效率 高、 成本低， 而且要求在各种工况下具有足够的安 全可靠性。 为了保证设备的安全经济运行， 对在役 压力容器性能的可靠性进行定期评估显得意义重 要。 压力容器的设计参数如压力、 强度、 温度、 几 何尺寸等都具有一定程度的不确定性和分散性。 采 用确定性方法求出的结果常常和实际状态相差较 远， 因此目前多采用概率设计方法。 本文采用有限
ansys 在压力容器分析中的应用实例.
ANSYS 14.0 软件培训–压力容器第二部分实例操作中益 CAE 工作室2012.12实例一接管的应力分析1. 本例主要分析封头上接管应力强度,同时还要查看封头上人孔大开口对接管的强度影响。
2. 按照图纸一,建立几何模型。
3.划分网格:3.1 讲模型分割成上图所示的几何模型,以方便网格的划分。
3.2 做简单的几何边网格划分。
设置如下:3.3 划分最后的网格如下: 封头采用六面体划分4. 施加载荷及边界条件:5. 分析结果:6.定义线性路径及应力评定:由于我们在做分析报告时需要线性化评定,虽然在 WORKBECH 与经典中线性化结果相同,但是大家都习惯了经典分析数据的显示。
我们将 WORKBECH 分析结果导入经典中如下:PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTION DEFINED BY PATH= A-A DSYS= 0***** POST1 LINEARIZED STRESS LISTING *****INSIDE NODE = 101466 OUTSIDE NODE = 101468LOAD STEP 1 SUBSTEP= 1TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM.** MEMBRANE **SX SY SZ SXY SYZ SXZ 7.604 23.44 61.44 -6.459 -0.8720E-01 0.4231 S1 S2 S3 SINT SEQV61.45 25.73 5.301 56.15 49.22** BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDESX SY SZ SXY SYZ SXZI 90.83 33.10 39.88 -8.484 -0.2168致力于 CAE 解决方案与培训 0.2947 C 0.000 0.000 O -90.83 0.2947 S1 I 92.06 C 0.000 O -31.88 0.000 -33.10 S2 39.89 0.000 -39.89 0.000 -39.88 S3 31.88 0.000 -92.06 0.000 8.484 SINT 60.18 0.000 60.18 0.000 0.2168 SEQV 56.60 0.000 56.60 - ** MEMBRANE PLUS BENDING ** O=OUTSIDE SX I 98.44 0.7178 C 7.604 0.4231 O -83.23 0.1285 S1 I 103.5 C 61.45 O 21.56 SY 56.54 23.44 -9.668 S2 101.0 25.73 -9.613 ** PEAK ** SY 6.108 -3.046 6.074 S2 5.724 -1.987 2.223 ** TOTAL ** SY 62.65 20.39 -3.594 SZ 101.3 61.44 21.56 S3 51.76 5.301 -83.29 I=INSIDE C=CENTER SYZ -0.3040 -0.8720E-01 0.1296 SEQV 50.56 49.22 93.25 SXZ SXY -14.94 -6.459 2.025 SINT 51.74 56.15 104.8 SX I 16.79 0.7242E-01 C -5.157 0.3260E-01 O 3.831 0.5797E-01 S1 I 30.90 C 4.472 O 20.33 I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SZ SXY SYZ5.724 -18.69 -0.1654 -1.987 2.224 S3 -7.992 -12.67 -10.42 8.507 -15.34 SINT 38.89 17.15 30.75 0.6424E-01 -0.9160E-01 SEQV 34.16 15.00 26.77 SXZ SX I 115.2 0.7902 C 2.447 0.3905 O -79.40 I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE SZ SXY SYZ 107.1 -33.64 -0.4693 59.46 23.78 2.049 -13.31 -0.2296E-01 0.3795E-01 SXZ 中益 CAE 工作室 13646276 687致力于 CAE 解决方案与培训 0.1864 I 22.00 C 59.46 O 23.7822.00 S1 131.7 S2 107.0 20.62 -1.325 S3 46.25 2.214 -81.67 SINT 85.42 57.25 105.5 SEQV 76.15 50.62 95.41 TEMP 实例二带有螺栓预紧力的非标法兰应力分析中益 CAE 工作室 13646276 687。
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元 模 型 。根 据 容 器 是 否存 在 加 强构 件 来 确 定 外压 计 算 长度 ，计 算 长度 的确 定 可 参 照 Ｇ １０或 Ｊ４ ３ Ｂ５ Ｂ ７ ２的 相 关 规
图 ３ 特 征 值 屈 曲分 析 过程
定 。建 模 时 ，还 要 考 虑 是 否 可 以 利用 结 构 的对 称 性 。一般 而言失 稳是 一种从对 称状 态转 变为非对 称
蠹鬣构 Ｍ ， 端 以 持 形 面 状 为 约 环 篱藿的 Ｐ 两 可 保 原 截 形 ， 此 束 向 ａ
位移 ，此外简体一端约束轴向位移 。随后 ，着手进 行特征值屈 曲分析 （ 见图 ３ 。 ）
图 １ 载 荷 与 位 移对 应 曲线
分析 结 果
失 稳时 的 圆周方 向波数 为 ３ ，特征
屈 曲分析 方 法研 究外 压 容器 的 临界失 稳压 力 ，为 提
高其 安全 性 和结 构设 计合 理 性提 供依 据 。
往 往 多 采 用 理 论 或 有 限元 分 析 方 法 。对 外 压 容 器
进行屈曲稳定分析 的理论研究 由来 已久 …，而且 应 用 弹 性 稳 定 理 论 可 以对 一 些 简单 的外 压 容 器 进
＿
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基 于 Ａ Ｓ Ｓ的外压容器稳 定性分析 ＮＹ
张 宗 尧 ，赵 石 军
所 谓 压 力 容 器 的 失稳 是 指 当 容 器 所 承 受 的 载
值 屈 曲分 析 经 常得 出非 保 守结 果 ［７ ６】 非线 性 稳 ＿，而 定 分析 的模 型则 能 包 含 这 些 特征 。而 且 研究 发 现 ，
外压 容器 通 过有 限 元非 线性 分析 对得 出的 Ｉ 临界失 稳 压力 和 实 际结 果有 比较 好 的一 致 性 ｊ 。因此 在 实
荷 超 过某 一 临 界 值 时 突 然 失 去 原 有 几 何 形 状 的现 象 。研 究 外 压 容 器 的 稳 定 性 目的在 于 确 定 容 器 的 临界 载荷 及 其 相应 的失 稳模 态 ，以改进 加 强 措 施 ，
提 高结 构 的 抗 失稳 能 力 。 由于 大 型 外 压 容 器 的周 向失 稳 往 往 发 生 在 强 度 破 坏 之 前 ，所 以外 压 容 器
际工 程应 用 中对 大 型外 压容 器 的稳定 性 分析应 该 使
用非 线性 稳 定分 析 。
的稳定 性 是设 计 时应 主要考 虑 的问题 之一 ［２ １１ －，或 者说 外 压 容 器壳 体 的 壁 厚 往 往 是 由外 压 稳 定 性 计 算 来 确 定 的 。 由于外 压 容 器 很 难 进 行 外 压 压 力 试 验 ，直 接 考 核 大 型外 压 容 器 承 受 外 压 时 的稳 定 性
提 供更 真 实 的结果 ，屈 曲模 态 形状 可 用作 非线 性屈
分 析 。 目前 最 常 见 的分 析 方 法 是 利 用 有 限 元 法 来
分 析结 构屈 服 载荷 ［ ］ 由于在 很 多实 际结 构 中往 ５。 － ６
往 存 在 初 始 缺 陷 、 间 隙和 非 线 性 等 特 征 ，按 特 征
状态 的变形 突变 过程 ，应用 结构对 称性 时应根 据结
构及 载荷特 点分 析并判 断对 称处理 是否影 响失 稳变
形 的突变特 性 。对于 对称结 构施加 对称 载荷 ，通常
可以施加干扰力以便在进行非线性分析时得到屈曲 解 ，干扰力需要根据屈曲模态施加在相应 的位置 上 。另一种做法是根据特征值分析所得 的屈 曲模 态 ，将对应失稳模态的变形乘以一个很小的系数 ， 使结 构具有 初始缺 陷而不再是 对称结构 ，以便』 顺利求 得非线 Ｉ 生屈曲解 。
ｙ ． ＠ｅｈ ｏｏ ｚ ｓ ｆＬ ｍ ｊ ￣ＦＨＩ ３
一
重 技商
曲的载荷与位移对 比曲线相比较。可以看出 ，非线 性屈 曲分析更符合实际工程 （ 见图 １。 ）
在简体外表面施加外压力； 完成有限元模型 （ ２ 。 见图 ）
３ 有 限元屈 曲分析过程 与结果
线性 值屈
３１ 特征值 屈 曲分析过 程与 结果 ． 理想载衙路径 确 定 载 荷 条 件 施 加 在 圆 筒 外 表 面 的压 力 １
。载荷因子
值屈 曲计算 所得 临界压力 为 ０ ３ ａ 观 图４ 。 ．３ ８ ＭＰ ）
２ 结构有 限元模 型
２ １ 建模 时应 注意 的问题 ．
－位移边界 － 力边界
外 压 容器 的失 稳 分 析 非 常关 键 的
一
个 问题是 确 定 分 析 区域 并 建 立有 限
－Ｊ何模型 Ｌ 一材料模型 ・有限元模型 一特征值屈曲 －模态提取方法 一模态扩展 ｉ特征值屈 曲计算 ｉ ｉ
是 不 现 实 的 ， 因此 大 型外 压容 器 的稳 定 性 计 算
本 文 以 圆筒 中径 Ｄ＝ ０ Ｉ２０ｍｍ，壁 厚 ｔ１ ｍ， ＝ ０ｍ 计 算 长 度 为 ６００ｍ ０ ｍ，材 料 弹 性 模 量 Ｅ＝ ． ５ ２０ Ｅ ＭＰ ，泊 松 比 ／ ０３的外 压 容 器 为 例 ，利 用 非 线 性 ａ ｘ ． ＝
曲分析 的初始 几何 缺 陷 。将 特 征值 屈 曲与 非线 性屈
１一重集 团大连设计研究院有限公司助理工程师 ，辽宁 ． ２ 一重集 团大连设计研究院有限公司高级工程师 ，辽宁 ．
大连 大连
１６ ０ １ ６０ １６ ０ １ ６０
工
２ｏ ２（１期 ＃ ｏ年第 期总３ ） ２ ！ １
行 屈 曲稳 定 分 析 ，以确 定 其 失 稳 临 界 载 荷 ，但 屈 曲稳 定
１ 外压 容 器 稳 定 性 分 析 的 方 法
外 压 容器 稳定 性 分析 的 方法有 特 征值 屈 曲和非 线 性 屈 曲 分析 两 种 ，特征 值 屈 曲分 析 是非 保 守 的 ， 使 用 时应谨 慎 ，其 优 点是 分 析起来 比较快捷 。为 了