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摘要：压力容器作为一种特殊的承压设备,其设计及使用与人民的生命与财产安全密切相关,本文采用现代有限元软件对压力容器进行仿真,通过仿真来分析容器哪些部位受较大的应力和应变,从而有效的提高设计与制造的效率,避免事故的发生.

关键词：压力容器；有限元软件；仿真

引言

随着现代工业的发展,压力容器已广泛应用于化工、电力、纺织、医药、机械等行业[1].在传统的设计中,为了提高设备的安全性,通常将压力容器的壁厚等参数设置的较为保守,使得设计出来的容器笨重,且还浪费材料.随着计算机技术水平的飞速发展,我们在设计过程中可以利用有限元软件对容器进行仿真[2][3],通过仿真优化设计参数,从而使得设计的容器能够满足安全性能要求,同时也可以节省制造成本[4].

1.有限元软件ABAQUS的介绍

ABAQUS是一套功能强大的基于有限元方法的工程模拟软件,一般被用来解决相对简单的线性分析到复杂的非线性模拟等问题.ABAQUS不仅能够解决结构分析问题,而且还能够模拟和研究热传导、金属切削、声学、质量扩散等问题.ABAQUS主要有两个分析模块：ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit.一个完整的分析过程通常包括三个步骤：前处理、模拟计算和后处理.

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前处理部分主要包括几何建模、网格划分、接触定义、分析步定义、载荷和边界条件设置等.前处理完成之后,对任务进行创建和提交,若发生错误,需要根据提示对建模中的问题进行修改.等待计算完成之后,查看并分析结果.

2.实例分析

使用有限元软件对内径1300mm,壁厚14mm,筒体长度1330mm,使用材料为Q235-B&#

计算机技术方面有关论文范文资料30340;搪玻璃反应罐进行有限元分析.内筒设计压力为0.4MPa,弹性模量为200GPa,泊松比为0.3.

2.1建立仿真模型

首先,我们根据容器的几何参数进行几何建模,并对材料的性质就行定义.根据实际应用的情况对模型进行约束和压力的施加.在此,我们对容器的四分之一进行建模和分析.模型如图1所示：

图1仿真模型

2.2仿真结果

（a）（b）

图2仿真应力图

（c）（d）

图3仿真应变图

通过仿真应力图2,可以发现,筒体和封头连接处的应力最大,此外,封头的顶端也受到较大的应力.通过仿真应变图3,我们发现,封头顶端所示的应变较大,连接处较筒体所受的应变也较大.

2.3仿真与实验结果对比

仿真完成后,根据容器的参数我们进行压力实验,实验压力值如公式1所示：Pt等于1.25Pc等于0.88MPa等等等等等等等等等.（1）

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