【正文】 執(zhí)行命令A(yù)NSYS Utility Menu—Plot—Keypoint—Hard point。執(zhí)行ANSYS Utility Menu—Select—Entities...命令在彈出的對話框中設(shè)定為：Nodes，Attached to，Line all，F(xiàn)rom Full；點擊OK完成對所選線單元上的節(jié)點的選擇?？蛇M行四種類型的分析：靜態(tài)分析、模態(tài)分析、諧波響應(yīng)分析、瞬態(tài)響應(yīng)分析 ANSYS對已知平板封頭應(yīng)力分析 ANSYS對已知平板封頭應(yīng)力分析步驟（一）定義材料建立模型執(zhí)行ANSYS Main Menu—Preprocessor—Element Type—Add/Edit/delete，在彈出的窗口中點擊Add選擇solid—8node 82—OK，點擊options再次彈出窗口在第一下拉菜單中選擇Axisymmetric，點擊close關(guān)閉窗口。（七）流體動力學(xué)分析ANSYS流體單元能進行流體動力學(xué)分析，分析類型可以為瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)。ANSYS程序可求解靜態(tài)和瞬態(tài)非線性問題，包括材料非線性、幾何非線性和單元非線性三種?？赡艽嬖趯嶒炚`差和計算誤差，但是這樣的對比還不能說明大多數(shù)問題，下面通過對ANSYS有限元分析的結(jié)果進行分析后，再進一步對理論值、實驗值和ANSYS分析值一起對比分析后才能得出整體的誤差原因。實驗前將電阻應(yīng)變片的引出線接口與預(yù)調(diào)平衡箱間用專用導(dǎo)線連接起來，按YJ5靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和P20R5預(yù)調(diào)平衡箱使用方法，開機檢查，正常后再進行下一步工作，打開放空閥和進水閥，啟動水泵注入容器，待容器中的空氣排放干凈后，停止水泵運轉(zhuǎn)。頂蓋受壓后產(chǎn)生的應(yīng)變通過電阻片的電阻變化率來測定，其關(guān)系為： △ R/R=Kε （31）電阻片的電阻變化率通過應(yīng)變儀直接轉(zhuǎn)換為應(yīng)變的讀數(shù)，頂蓋各點是處在平面應(yīng)力狀態(tài)，式（31）中的靈敏系數(shù)K應(yīng)考慮電阻片的軸向靈敏系數(shù)Ka與橫向靈敏系數(shù)Kt，由于Ka/Kt很小，為了簡化起見，直接采用電阻片銘牌上的K值所引起的測定誤差仍屬于允許誤差范國之內(nèi)。作用原理：電阻應(yīng)變片測量技術(shù)可看成由電阻應(yīng)變片、電阻應(yīng)變儀及記錄器三部分組成，它的工作原理大致如下： 將電阻應(yīng)變片固定在被測的構(gòu)件上，當(dāng)構(gòu)件變形時，電阻應(yīng)變片的電阻值發(fā)生相應(yīng)的變化。周邊簡支板下表面的應(yīng)力分布曲線見圖214。單位長度上的徑向彎矩為 （214）其中和均為的函數(shù)，而與積分變量z無關(guān)，于是上式積分可得 （215a）圖210 圓平板內(nèi)的應(yīng)力與內(nèi)力之間的關(guān)系同理可得周向彎矩表達(dá)式為 (215b)式中，它與圓平板的幾何尺寸及材料性能有關(guān)，稱為圓平板的“抗彎剛度”。 圖29中，是一徑向截面上與中面相距為，半徑為和兩點A和B構(gòu)成的微段。圖28 圓平板對稱彎曲時的內(nèi)力分量及微元體受力下面用平衡、幾何和物理三個方程來建立圓平板的撓度微分方程并解得圓平板中的應(yīng)力。過程設(shè)備中常用的平板，多屬受軸對稱載荷的小撓度圓形薄板構(gòu)件，這里僅限于討論彈性薄板的小撓度理論。平板沿垂直于其中面方向的尺寸，亦即兩表面之間的垂直距離，稱為板的“厚度”。從應(yīng)力分布圖24上可以看出：在橢球封頭受內(nèi)壓時的頂點和底邊應(yīng)力都比較大，所以這些部位必須通過強度計算，圖24橢球殼中的應(yīng)力隨長軸與短軸之比的變化規(guī)律根據(jù)公式25和公式26，可求得橢圓形封頭上1～7點上的軸向力和周向力的理論值，其中橢圓形封頭t=8cm其余數(shù)據(jù)如圖25所示，所取各點應(yīng)力理論值見表21。（四）無力矩理論應(yīng)用條件殼體的邊界不受橫向剪力、彎矩和扭矩作用。在圖21（a）中，過mm’作一與殼體正交的圓錐面mDm’，并截取一下部分容器作為分離體，如圖21所示。該微元體的經(jīng)線弧長（）為與殼體正交的圓錐面截線（）長為微元體abdc的面積為殼體承受軸對稱載荷，與殼體表面垂直的壓力為據(jù)回轉(zhuǎn)薄殼無力矩理論，微元界面上僅產(chǎn)生經(jīng)向和軸向內(nèi)力和。 第二種方法是有限元素法。 回轉(zhuǎn)薄殼的不連續(xù)分析（一）產(chǎn)生原因殼體是一種以兩個曲面為界，且曲面之間的距離遠(yuǎn)比其他方向尺寸小得多的構(gòu)件。交變載荷是容器設(shè)計中的一個重要控制因素，小載荷改變量大循環(huán)次數(shù)與大載荷改變量小循環(huán)次數(shù)，同樣都要認(rèn)真考慮?；蝿虞d荷是交變的，應(yīng)考慮疲勞的要求，有關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)，可參考船舶分類的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（6） 管系載荷管系載荷是指管系作用在容器接管上的載荷。地震時，作用在容器上的力十分復(fù)雜。作用于容器局部區(qū)域上的載荷，比如管系載荷、支座反力和吊裝力等是局部載荷。壓力容器機械設(shè)計中，一般采用表壓。GB150 不適用的容器。屬于常規(guī)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 適用范圍： 設(shè)計壓力： ≤p≤ 設(shè)計溫度： 鋼材允許的使用溫度（最高：鋼材的蠕變限用溫度，最高為700 ℃ ，最低196℃）只適用于固定的承受恒定載荷的壓力容器的設(shè)計、制造、檢驗及驗收 管轄的范圍： 除開殼體本體外，還包括容器與外部管道焊接連接的第一道環(huán)向接頭坡口端面、螺紋連接的第一個螺紋接頭端面、法蘭連接的第一個法蘭密封面，以及專用連接件或管件連接的第一個密封面。例如，英國廢止了原來的BS5500《非火焰接觸壓力容器》標(biāo)準(zhǔn)，將其改為不再具有“國家標(biāo)準(zhǔn)”地位的PD5500《非火焰接觸壓力容器》。與壓力容器有關(guān)的EEC/EC指令主要有:76/767/EEC《壓力容器一般指令》、87/404/EEC《簡單壓力容器指令》和97/23/EC《承壓設(shè)備指令》.76/767/EEC為壓力容器及其檢驗的一般規(guī)定。為了使標(biāo)準(zhǔn)盡可能相互通用，避免重復(fù)檢查、實現(xiàn)有效的認(rèn)證體質(zhì)，日本于2000年3月制定并實施了JIS B8265《壓力容器構(gòu)造——一般事項》。1997年首次頒布的ASME Ⅷ3主要適用于設(shè)計壓力不小于70MPa的高壓容器，它不僅要求對容器各零件做詳細(xì)的應(yīng)力分析和分類評定，而且要做疲勞分析或斷裂力學(xué)評估，是一個到目前為止要求最高的壓力容器規(guī)范。第Ⅷ篇又分為3冊：第1冊《壓力容器》，第2冊《壓力容器另一規(guī)則》和第3冊《高壓容器另一規(guī)則》，以下分別簡稱為ASME ⅧASMEⅧ2和ASME Ⅷ3。1911年，美國機械工程師學(xué)會（ASME）成立鍋爐和壓力容器委員會，負(fù)責(zé)制定和解釋鍋爐和壓力容器設(shè)計、制造、檢驗規(guī)范。因此，設(shè)計師應(yīng)及時了解規(guī)范變動情況，采用最新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。又如歐盟的97/23/EC《承壓設(shè)備法規(guī)》，根據(jù)允許工作壓力、最大允許工作溫度下的蒸氣壓力、危害性、幾何容積或公稱尺寸、用途等因素，綜合確定承壓設(shè)備的危害程度，將承壓設(shè)備分為Ⅰ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ四類，并給出相應(yīng)的材料、設(shè)計、制造和檢驗要求。第二類壓力容器（下列情況為第二類壓力容器）：(1) 中壓容器；(2) 毒性程度為極度和高度危害介質(zhì)的低壓容積（僅限）；(3) 易燃介質(zhì)或毒性程度為中度危害介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和低壓儲存容器（僅限）；(4) 低壓管殼式余熱鍋爐；(5) 低壓搪玻璃壓力容器。如儲存容易燃火毒性程度中度及以上危害介質(zhì)的壓力容器，其危害性要比相同幾何尺寸、儲存毒性程度輕度或非易燃介質(zhì)的壓力容器大得多。 如甲烷、乙烷、乙烯、氫氣等。其中Q235A或Q235B鋼板不得用于制造毒性程度為極度或高度危害的壓力容器。在分類中主要與毒性、易燃性有關(guān)。球形容器多采用柱式或裙式（六）附件壓力容器安全附件主要有： 安全閥、緊急切斷閥、爆破裝置、安全聯(lián)鎖裝置、壓力表、液面計、測溫儀表等 上面所述的六大部件(筒體、封頭、密封裝置、開孔接管、支座及安全附件)構(gòu)成了一臺壓力容器的外殼。常見的人孔形狀有圓形和橢圓形兩種。螺栓法蘭連接(簡稱法蘭連接)是一種應(yīng)用最廣的密封裝置，它的作用是通過螺栓連接，并通過擰緊螺栓使密封元件壓緊而保證密封。筒節(jié)與筒節(jié)之間、筒節(jié)與端部封頭之間的連接焊縫，由于其方向與筒體軸向垂直，因此稱為環(huán)向焊縫，簡稱環(huán)焊縫。圖11 壓力容器總體結(jié)構(gòu) 1法蘭；2支座；3封頭拼接焊縫；4封頭；5環(huán)焊縫；6補強圈；7人孔；8縱焊縫；9筒體；10壓力表；11安全閥；12液面計（一）筒體 壓力容器的筒體是儲存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的主要壓力空間。平板封頭與橢圓形封頭應(yīng)力測定及分析摘 要壓力容器是內(nèi)部或外部承受氣體或液體壓力、并對安全性有較高要求的密封容器。內(nèi)直徑和容積由工藝確定。圓筒按其結(jié)構(gòu)可分為單層式和組合式兩大類。法蘭按其所連接的部件分為容器法蘭和管道法蘭；用于容器封頭(或頂蓋)與筒體間，以及兩筒體間連接的法蘭叫容器法蘭；用于管道連接的法蘭叫管道法蘭。為使操作人員能夠自由出入，圓形人孔的直徑至少應(yīng)為400mm，橢圓形人孔的尺寸一般為。對于儲存用的容器，這一外殼即為容器本身。（一）毒性毒性是某種化學(xué)毒物引起有機體損傷的能力。介質(zhì)毒性程度愈高，壓力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈嚴(yán)重，對材料選用、制造、檢驗和管理的要求愈高。* Q235AF不得用于制造易燃介質(zhì)容器 Q235A不得用于制造液化石油氣容器易燃介質(zhì)對壓力容器的選材、設(shè)計、制造、管理等提出了較高的要求。壓力容器的危害性還與其設(shè)計壓力p和容積V的乘積有關(guān)，pV值愈大，則容器破裂時爆炸能量愈大，危害性也愈大，對容器的設(shè)計、制造、檢驗、使用和管理的要求愈高。第一類壓力容器 除上述規(guī)定以外的低壓容器為第一類壓力容器。（五）按容器壁溫分類 常溫容器的壁溫20℃~200 ℃。為確保壓力容器在設(shè)計壽命內(nèi)安全可靠地運行，世界各工業(yè)國家都制定了一系列壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。ASME規(guī)范每三年出版一個新的版本，每年有兩次增補。1925年首次頒布的ASMEⅧ1為常規(guī)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，適用于壓力大小等于20MPa；它以彈性失效設(shè)計準(zhǔn)則為依據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗確定材料的許用壓力，并對零部件尺寸做出一些具體規(guī)定。第Ⅹ篇《玻璃纖維增強塑料壓力容器》是現(xiàn)有ASME規(guī)范中惟一的非金屬材料篇。隨著JIS B8265的實施，日本出現(xiàn)了JIS B8265和JIS B8270雙標(biāo)準(zhǔn)并存的狀態(tài)。87/404/EEC僅適用于介質(zhì)為空氣或氮氣、壓力（表壓）。但是，在歐盟各成員國的國家標(biāo)準(zhǔn)中，不是由成員國標(biāo)準(zhǔn)化委員會制訂的承壓設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)無需廢止。其他如接管、人孔、手孔等承壓封頭、平蓋及其緊固件，以及非受壓元件與受壓元件的焊接接頭，直接連在容器上的超壓泄壓裝置均應(yīng)符合GB150的有關(guān)規(guī)定 （二）JB473295《鋼制壓力容器—分析設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》依靠彈性應(yīng)力分析，可選用彈性失效準(zhǔn)則、塑性失效準(zhǔn)則、彈塑性失效準(zhǔn)則。使用GB150 難于確定結(jié)構(gòu)尺寸的受壓元件。作用在容器上的壓力，可能是內(nèi)壓、外壓或兩者均有。（1） 重力載荷 重力載荷是指由容器及其附件、內(nèi)件和物料的重量引起的載荷。為簡化設(shè)計計算，通常采用地震影響系數(shù)，把地震力簡化當(dāng)量剪力和彎矩。當(dāng)管系與容器接管相連接時，由于管路及管內(nèi)物料重量、管系的熱膨脹和風(fēng)載荷、地震或其他載荷的作用，在接管處產(chǎn)生的載荷就是管系載荷。壓力容器設(shè)計時，并不是每臺容器都要考慮以上載荷。按照厚度t與其中曲面率半徑R的比值大小，殼體又可分為薄殼和厚殼。 當(dāng)容器受載時，若是將容器中兩殼體視作自由體，容器中連接邊緣兩側(cè)殼體的薄膜變形是不相同的，但在連接處，它們的變形不能自由伸展，因此迫使殼體連接處發(fā)生局部的彎曲，既然出現(xiàn)了彎曲現(xiàn)象，勢必在該邊緣部位存在附加的邊緣力（橫剪力）Q0和邊緣力矩（內(nèi)力矩）M0，才能使殼體的連接區(qū)域產(chǎn)生這種局部的彎曲，也才能保證彎曲后的經(jīng)線不斷開和無折點。劃分單元格進行計算。因為軸對稱，、不隨變化，在截面ab和cd上的值相等。在容器mOm’區(qū)域上，任作兩個相鄰且都與殼體正交的圓錐面。殼體的邊界處不得限制邊界處的轉(zhuǎn)角與撓度，故約束沿經(jīng)線的切向方向。圖25 橢球封頭容器已知數(shù)據(jù)表21 橢圓形封頭理論應(yīng)力值點號片號1MPa2MPa3MPa4MPa5MPa1122343564780000059106111271314 平板封頭應(yīng)力分析 概述(一) 平板受力分析當(dāng)一塊圓筒平板封頭受到垂直它表面的載荷作用時，載荷和撓度的關(guān)系如圖26所示。按照板的厚度與其他方向的尺寸之比，以及板的撓度與其板厚度之比，平板可以分為以下幾類：厚板與薄板；大撓度板和小撓度板。這是一種近似理論，它建立在以下假設(shè)基礎(chǔ)上，此假設(shè)統(tǒng)稱為(Kirchhoff)克?；舴蚣僭O(shè)。（一）平衡方程用半徑為和的兩個圓柱面以及夾角為的兩個徑向截面截出一微元體見圖28（a）、（b）。和分別為過A點和B點并與中面垂直的直線。彎矩和剛力的關(guān)系式為 （216）將式（215）代入平衡方程式（28），得上式可改寫為： （217）式（217）即為受軸對稱橫向載荷圓形薄板小撓度彎曲微分方程式，值可依不同載荷情況用靜力法求得。（二）承受集中載荷時圓平板中的應(yīng)力 圓