【正文】 普遍的重視。ANSYS提供了數(shù)種求解器，用戶可以根據(jù)分析要求選擇合適的求解器。下面將對液氨儲罐的人孔開孔接管區(qū)為代表進行應(yīng)力分析。約束接管端面軸向位移：選中Areas，By Location，Y coordinates，在Min，Max中輸入Ln+Rci+Tc，On Areas命令，單擊Pick All按鈕，在新對話框中設(shè)定UY。它是經(jīng)濟立法工作中重要程序和基礎(chǔ)技術(shù)工作，從而可提高經(jīng)濟法的完整性、科學(xué)性和客觀權(quán)威性。（4）腐蝕破壞由于介質(zhì)的腐蝕性使容器材料發(fā)生各種形式的腐蝕。夾渣對強度的影響與其形狀和尺寸有關(guān)。（5）.焊接缺陷對應(yīng)力腐蝕開裂的影響通常應(yīng)力腐蝕開裂總是從表面開始。離散型的數(shù)值，比如，一個產(chǎn)品批的不合格品件數(shù)。從控制圖上的曲線可以看出，2001年12月分產(chǎn)品的合格率，超出了控制界下限，故為失控狀態(tài)，所以也應(yīng)該采取及時措施來控制合格率的穩(wěn)定。下面以2001年14月份的幾種顯示方式為例子說明該系統(tǒng)的功能： 面積統(tǒng)計圖顯示 線形統(tǒng)計圖顯示 柱狀統(tǒng)計圖顯示從上面的3種統(tǒng)計圖可以看出，該系統(tǒng)可以很方便的對不同時期的焊接缺陷進行比較分析，顯示方式直觀而簡單，一目了然?？刂茍D的基本格式如下圖所示。咬邊對疲勞強度的影響比氣孔，夾渣大得多。若焊縫中存在著密集氣孔或夾渣時，在負載作用下，如果出現(xiàn)氣孔間或夾渣的聯(lián)通（即產(chǎn)生豁口），則將導(dǎo)致應(yīng)力區(qū)的擴大和應(yīng)力區(qū)的擴大和應(yīng)力值的上升。經(jīng)常有兩種情況，一種是由于材料的脆性轉(zhuǎn)變而引起的容器脆性斷裂，二是由于焊縫存在嚴重缺陷和使用中產(chǎn)生的缺陷，導(dǎo)致容器在低應(yīng)力水平下的脆性破壞。5 液氨儲罐失效分析(1)失效分析可以減少和預(yù)防機械產(chǎn)品同類失效事故的重復(fù)發(fā)生，從而提高機械產(chǎn)品質(zhì)量和減少經(jīng)濟損失，它是創(chuàng)建名牌機械產(chǎn)品的必由之路和科學(xué)途徑。 儲罐建模圖 網(wǎng)格劃分圖（4）劃分單元① 分別對接管端部、外圓直角邊、內(nèi)接管邊、設(shè)定的剖分份數(shù)，然后組合連接相鄰面，劃分單元格后如圖，在下圖中可以看出筒體和接管都已經(jīng)被劃分網(wǎng)格，詳細的命令流將在論文后附命令流文件。⑨.良好的用戶開發(fā)環(huán)境。ANSYS使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫來存儲模型數(shù)據(jù)及求解結(jié)果，實現(xiàn)前后處理，分析求解及多場分析的數(shù)據(jù)統(tǒng)一。有限元法目前不僅用于彈塑性分析，還可以用于高溫蠕變分析、大變形與屈曲分析，斷裂分析等?，F(xiàn)在最常用的分析就是應(yīng)力分析，其目的就是求出結(jié)構(gòu)在承受載荷以后結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力分布情況，找出最大應(yīng)力點或求出當(dāng)量應(yīng)力值，然后對此進行評定，當(dāng)應(yīng)力值在許用范圍以內(nèi)時，結(jié)構(gòu)滿足要求，可以安全生產(chǎn)。（4）有效補強面積．殼體多余金屬面積A1＝(B－d)(δe－δ) －2(δnt－C)[δe－δ)(1－fr) ＝(931－) (－) －2 ( )(1 )＝817 mm2式中：δe為筒體的計算厚度．接管多余金屬面積A2 接管計算厚度δtδt=Mpa接管多余金屬面積A2A2 ＝2h1(δet－δt) fr +2h2(δet－C2) fr＝2(－)= mm2．補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積補強圈與筒體，補強圈與接管的焊縫腰高均取8mm。 接管位置示意圖（1）液氨進出口 需要設(shè)計2個液氨進出口，液氨進口設(shè)置在筒體的頂部，出口設(shè)在罐底，具體定位尺寸見液氨儲罐裝配圖。mm．支座處截面上的彎矩 = －105N臥式儲罐的鞍式支座設(shè)計包括以下幾個要點：鞍式支座普遍選用雙鞍座支承，這是因為若采用多鞍座支承，難于保證各鞍座均勻受力。（3）水壓試驗校核．試驗壓力：PT＝取水壓試驗壓力PT＝2. 0MPa．筒體應(yīng)力校核；筒體有效厚度δe＝δn－C1－C2＝10－＝ 所以試驗時應(yīng)力： MPa筒體水壓試驗應(yīng)力校核滿足要求。 671工號液氨系統(tǒng)收支示意圖 臥式液氨儲罐的設(shè)計要求及概況設(shè)計原始數(shù)據(jù)：設(shè)計壓力P=，設(shè)計溫度T=40℃，容積V=。而降溫低壓工藝是利用制冷系統(tǒng)將液氨適當(dāng)冷凍貯存，相應(yīng)降低了貯存設(shè)備的設(shè)計壓力以減薄其壁，從而降低儲罐的投資。日本、美國、德國都生產(chǎn)出了大厚鋼板。然而我國臥式儲罐設(shè)計制造技術(shù)的還落后于世界先進水平，制造較困難，加工費用高，且焊接、檢驗技術(shù)要求高，特別是對容器的安全穩(wěn)定性分析顯得尤為重要,可以避免容器失效造成的巨大危害和損失，所以研究臥式儲罐設(shè)計對我國石油化工等行業(yè)的發(fā)展有著極其重要的意義。所以要合理設(shè)計焊縫位置和焊接工藝，并從分析容器所受應(yīng)力來進行可靠性設(shè)計。為了確保儲罐在生產(chǎn)中的安全，工廠都會定期對儲罐進行檢修，其中包括外觀檢修，打開人孔進行檢查，做理化檢驗，無損檢測等等。氨是生產(chǎn)含氮肥料及尿素的基木原料，一般以液態(tài)的形式從合成氨工廠送到這些肥料廠。目前世界上已建成的大型儲罐數(shù)量逐年增加，如早在1967年在委內(nèi)瑞拉就建成了16的浮頂儲罐，1971年日本建成了20的浮頂儲罐，而世界產(chǎn)油大國之一的沙特阿拉伯也已成功建造了20廳的浮頂儲罐。其種類很多，大體上有：滾塑儲罐，玻璃鋼儲罐，陶瓷儲罐、橡膠儲罐、焊接塑料儲罐等。 E. Wei223。圈板交互排列，取單數(shù)，使端蓋直徑相同。．現(xiàn)階段研究狀況儲罐在石油化工行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，而且近年來隨著制造工藝的提高其容積有逐漸增大的趨勢。(2) 經(jīng)濟性分析由所選材料、焊接方法、儲罐結(jié)構(gòu)對容器的價格進行評估，并選擇出較經(jīng)濟的設(shè)計方案。stress analysis。%以下，%以下。一般采用壓縮、低溫或兩者結(jié)合的方法，因此有三種貯存工藝，即加壓常溫、加壓低溫和常壓低溫。④氨的合成。16MnR鋼板在40℃時的許用應(yīng)力查表，根據(jù)筒體厚度計算公式初步估計此筒體的設(shè)計厚度在8—16mm之間，[σ]＝[σ]t =170 Mpa，屈服強度σs=345 Mpa。（4）方案比較總結(jié)由于上述比較可以看出，說明方案一選用16MnR鋼更合理，那么下面的內(nèi)容就針對方案一的選材和設(shè)計數(shù)據(jù)進行相關(guān)的計算和校核。鞍座的尺寸和結(jié)構(gòu)見裝配圖和附錄。 人孔標記：人孔 CⅠ Pg16 Dg450 JB58079人孔材料：筒節(jié)、法蘭、蓋子材料用Q235B螺栓、螺母材料用Q235A，法蘭材料選用16Mn(鍛)。（2）開孔補強所需補強面積．削弱系數(shù)fr和接管有效厚度δetfr＝/[σ]t＝113/170＝ δet=δnt－C， ==．開孔補強所需補強面積 A ＝d＋2δδet (1－fr) ＝＋2(1－) ＝2689mm2式中：δ為筒體的計算厚度（3）有效補強范圍 ．有效寬度B=2d＝2＝931mm B=d＋2δn＋2δnt=＋210＋210=取兩者的最大值B＝933mm．有效高度h1：外側(cè)有效高度：h1＝接管實際外伸高度為h1＝200mm，取兩者的最小值，h1＝。隨著容積的增大，儲罐在設(shè)計和使用中的安全可靠性就變得極為重要。實際上，這就是把無限自由度的連續(xù)體的力學(xué)計算變成在有限多個節(jié)點某些參數(shù)的計算。 ANSYS軟件的三大處理模塊ANSYS軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。ANSYS可以實現(xiàn)多物理場藕合分析，研究各物理場問的相互影響。參 數(shù)參數(shù)意義參 數(shù)參數(shù)意義Rci=600mm筒體內(nèi)半徑Hmin=sqrt(Rci**2Rni**2)接管最小內(nèi)伸長長度tc=10mm筒體厚度Lni=50mm接管內(nèi)伸長度Rco=Rci+tc筒體外半徑Ln=200mm接管外伸長度Lc=2030mm筒體長度rr1=30mm焊縫外側(cè)過渡圓角半徑Rno=240mm接管外半徑rr2=15mm焊縫內(nèi)側(cè)過渡圓角半徑tn=10mm接管厚度Pi= MPa內(nèi)壓Rni=Rnotn接管內(nèi)半徑Pc=pi*Rci**2/(Rco**2Rci**2)筒體端部軸向平衡面載荷Pn=pi*Rni**2/(Rno**2Rni**2)接管端部縱向平衡面載荷（2）定義單元及材料① 定義單元類型：選擇Structural Solid選項中Brick 8node 45號單元。在壓力容器開孔接管區(qū)應(yīng)該使整體結(jié)構(gòu)一致化，這樣在分析和計算時就可以比較完整的描述出開空接管區(qū)的應(yīng)力。就像材料拉伸試驗中的韌性斷裂過程那樣，壓力容器的韌性破壞時也會經(jīng)歷彈性變形、屈服及強化、最后破裂這樣幾個過程。（1）.焊接缺陷引起的應(yīng)力集中焊縫中的氣孔一般呈單個球狀或條蟲形，因此氣孔周圍應(yīng)力集中并不嚴重。（4）.焊接缺陷對疲勞強度的影響缺陷對疲勞強度的影響要比靜載強度大得多。控制圖是對過程質(zhì)量加以測定、紀錄從而進行控制管理的一種科學(xué)方法設(shè)計的圖。(3) 點子在控制界限附近，即在2σ3σ之間，稱為警戒區(qū)間。所以研究開發(fā)具有較好實用功能的CAPP系統(tǒng)，是很有價值的課題。而把中心線確定在被控制對象(如平均值、極差、中位數(shù)等)的平均值上。這些外部缺陷使浸入的介質(zhì)局部濃縮，加快了電化學(xué)過程的進行和陽極的溶解，為應(yīng)力腐蝕裂紋的成長提供了方便。尤其是裂紋，在其尖端存在著缺口效應(yīng)，容易出現(xiàn)三向應(yīng)力狀態(tài)，會導(dǎo)致裂紋的失穩(wěn)和擴展，以致造成整個結(jié)構(gòu)的斷裂，所以裂紋是焊接結(jié)構(gòu)中最危險的缺陷。焊縫缺陷是造成鍋爐、壓力容器失效和事故的主要原因，因此，必須對焊縫缺陷的危害性有充分的認識。近十年來，大量的地使用了各種和結(jié)構(gòu)的焊接容器，并且積累了許多經(jīng)驗，但是壓力容器仍然有許多事故發(fā)生。執(zhí)行求解命令。（3）由上面的數(shù)據(jù)對儲罐的人孔開孔區(qū)進行應(yīng)力分析，具體分析過程見下文詳解。⑤.智能網(wǎng)格劃分。經(jīng)過30多年的發(fā)展，ANSYS逐漸為全球工業(yè)界廣泛接受。到上個世紀70年代，廣泛使用，壓力容器界也開始使用有限元方法解決容器中的具體問題。（1）容器的制作費①筒體和封頭的制作費查手冊可知，當(dāng)容器采用雙橢圓形封頭，體積V＜5 m3時，、。法蘭標記：HG20598 法蘭 Th25—（4）安全閥管口、壓力表管口、備用管口三個管口均用同種法蘭、接管結(jié)構(gòu)和尺寸，具體定位尺寸見液氨儲罐裝配圖。 [σ]t＝113 Mpa，為鞍座腹板材料Q235—AF的許用應(yīng)力。因此，國標JB4731還規(guī)定當(dāng)滿足，A≤，最好使（Rm為圓筒的平均半徑，Rm＝ Ri＋δn/2=605mm，Ri為圓筒的內(nèi)徑）。計算厚度δ=mm設(shè)計厚度δd＝δ＋C2＝＋2＝取C2＝，故名義厚度δn＝12mm，且許用應(yīng)力也沒有發(fā)生變化，所以上計算成立。根據(jù)氨的腐蝕程度，取腐蝕裕量C2＝2mm。其主要生產(chǎn)工序有:①原料氣的制造。目前工程上主要的檢驗方法有：射線探傷、超聲波探傷、表面探傷、聲發(fā)射探傷。20世紀80年代中后期，國內(nèi)開始建造10的大型浮頂儲罐，迄今為止，已經(jīng)先后在秦皇島、大慶、湛江等地建造了80余座10浮頂儲罐。并利用ANSYS分析軟件對儲罐進行了應(yīng)力分析，針對最大應(yīng)力分布區(qū)域進行補強設(shè)計，有效地解決了用定量計算方法進行應(yīng)力分析困難的缺點。由于有限元法是采用有限個有限大小的單元節(jié)點處相連所組合成的離散體代替連續(xù)的彈性體，這就是使用有限元法具有很強的適應(yīng)性，即可以適應(yīng)各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、載荷及邊界條件，也可以計算由不同材料組合成的結(jié)構(gòu)。液氨儲罐的設(shè)計溫度為40。相同的容積，由大罐組成要比小罐組成節(jié)省大投資。所以研究臥式儲罐設(shè)計及其焊接工藝對我國石油化工等行業(yè)有著極其重要的意義。然而我國臥式儲罐設(shè)計制造技術(shù)的還遠落后于世界先進水平，制造較困難，加工費用高，且焊接、檢驗技術(shù)要求高。儲罐容積越大，單一位容積所需要的鋼材量越少。國內(nèi)通常將液氨的這二種貯存工藝稱為常溫中壓、降溫低壓和低溫常壓。精確解法在解決彈性問題時通常已經(jīng)知道結(jié)構(gòu)的形狀與幾何尺寸、材料常數(shù)、彈性模量、泊松比、屈服極限、內(nèi)壓力、表面力、體積力、溫度載荷、結(jié)構(gòu)的約束情況等。接著對液氨儲罐的進行了詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計, 并運用Auto CAD、Pro/Engineer軟件分別繪制了儲罐裝配圖和三維圖。繼后，在石化企業(yè)、港口、油田、管道系統(tǒng)建造數(shù)十臺5浮頂儲罐。無損探傷技術(shù)在對過程裝備的材料和整個制造過程以及在服役裝備檢驗方面起者重要的作用，另外，在缺陷評定方面的進步也有效地保證了裝備的安全性。液氨儲罐主要用在化肥廠的合成氨的存儲工序中，現(xiàn)以吉林化學(xué)工業(yè)股份有限責(zé)公司化肥廠，年產(chǎn)30萬噸的合成氨工藝為例，來說明液氨儲罐的作用。筒體和封頭的對接焊接，采用全焊透焊縫，并進行l(wèi)00％無損探傷，查表取焊縫系數(shù)Φ=。（2）封頭厚度由于選用標準橢圓形封頭，所以其封頭形狀系數(shù)k=。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對支座處圓筒截面的加強作用。F＝19880＝4056N鞍座有效斷面平均應(yīng)力 Mpa應(yīng)力校核 σ9＜2/3[σ]t＝式中：bs為鋼制鞍座的腹板厚度，bs=δ2=6mm，由于鞍座的實際高度h=200mm＜1/3Rm=，所以Hs取h=200mm。選用螺紋管法蘭。其中容器設(shè)備的制作費、容器設(shè)備的安裝費用包括人工費、材料費、機械費。有限元法于1956年開始，首先在飛機結(jié)構(gòu)計算中提出用離散的有限單元體來代替連續(xù)體求解的基本思想和方法，但是由于計算機尚未迅速發(fā)展，有限元的使用和發(fā)展受到了很大的限制。 ANSYS軟件簡介ANSYS公司創(chuàng)建于1970年，ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電磁場、聲場和禍合場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。ANSYS具有強大的非線性分析功能，可進行幾何非線性、材料非線性及狀態(tài)非線性分析。