万水ANSYS技术丛书：压力容器全模型ANSYS分析与强度计算新规范 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

内容简介

　　 《万水ANSYS技术丛书：压力容器全模型ANSYS分析与强度计算新规范》是《压力容器ANSYS分析与强度计算》一书的姊妹篇。
　　 本书第1至12章是强度计算部分，编入俄罗斯联邦国家标准OCT P 52857．1-．12.2007中对应的12个单项标准，除标准正文外，均配有概述、计算例题和小结，便于读者对标准的理解和使用。该标准是2007年10月27日颁发，2008年4月1日开始实施的，针对容器及设备强度计算的规范和方法的第1个综合性的国家标准，除塔设备外，几乎涵盖了压力容器设计领域的所有问题，该标准中有11个独具优势的计算方法均超出了GBI 50、GBl51和JB4732附录J的规定范围，内容新颖。计算方法先进，可在设计中参照使用。
　　 《万水ANSYS技术丛书：压力容器全模型ANSYS分析与强度计算新规范》第13章识别提取ANSYS线性化给出的应力分类用于应力强度评定。综合美国SIS公司和日本JSW公司实际的ANSYS工程的识别提取范例，以及OCT P 52857 9对接管与圆筒球形封头相贯区大应力的评定准则。给出完整的识别和提取方法。
　　 第14章给出HDPE产品出料罐全模型的ANSYS分析，该设备是典型的压力载荷循环次为2．2l×lO。（20年）的高周疲劳容器。本章的疲劳分析方法可作为解决这一类工程难题的开创性的先例，并为此创新推出“高应力强度节点子模型”．在该模型上设置路径，以闪电速度给出线性化结果。
　　 《万水ANSYS技术丛书：压力容器全模型ANSYS分析与强度计算新规范》可供压力容器设计、制造、使用和检验等环节的工程技术人员参考，也可供大专院校压力容器及相近专业的师生参考，对压力容器设计规范的理论研究也有重要的参考价值。

内页插图

目录

前言
第1章 压力容器强度计算的一般要求
第1节 概述
第2节 标准正文
1 应用范围
2 用标准
3 符号
4 一般规定
5 计算温度
6 工作压力、过算压力和试验压力
7 计算力和计算力矩
8 许用应力、安全系数
9 稳定安全系数
10 纵向弹性模量和线膨胀系数
11 焊缝强度系数
12 结构元件计算壁厚附加量
附录A 工作条件下的许用应力（必须遵守的）
附录B 材料机械性能的计算值（参考性的）（略）
附录C 纵向弹性模量的计算值（参考性的）
附录D 线膨胀系数（参考性的）
附录E 焊缝和钎焊缝的强度系数（必须遵守的）
第3节 小结

第2章 圆筒、凸形封头、平盖和锥壳的计算
第1节 概述
第2节 标准正文
1 应用范围
2 引用标准
3 符号
4 一般规定
5 圆筒计算
6 凸形封头的计算
7 圆形平盖的计算
8 锥壳计算
第3节 计算例题
第4节 小结

第3章 在内压或外压作用下壳体和封头的开孔补强接管上外部静载荷作用下圆筒球形封头的强度计算
第1节 概述
第2节 标准正文
1 应用范围
2 引用标准
3 符号
4 一般规定
5 内压或外压下的开孔补强计算
6 接管上的外部静载荷作用下圆筒和球形
封头的强度计算（见图A.1 5，附录A）
附录A （必须遵守的）
第3节 计算例题
第4节 小结

第4章 法兰联接的强度和密封计算
第1节 概述
第2节 标准正文
1 应用范围
2 引用标准
3 符号
4 一般规定
5 保证法兰联接密封所需的垫片压紧力
6 预紧和工作条件下法兰联接的螺栓（螺柱）力
7 螺栓和垫片的强度校核
8 法兰的静强度计算
9 校核法兰的转角
10 法兰联接各元件低循环疲劳强度计算
……
第6章 低循环疲劳强度计算
第7章 换热设备的管板计算
第8章 夹套容器的计算
第9章 在内压和接管上外部静载荷作用下接管与圆筒球形封头相贯处的最大应力计算
第10章 接触湿硫化氢介质的容器及设备
第11章 考虑焊接接头错边、棱角及不圆度的壳体和凸形封头强度计算的方法
第12章 对计算机完成强度计算报告样式的要求
第13章 识别提取ANSYs线性化给出的应力分类用于应力强度评定
第14章 HDPE产品出料罐全模型ANSYS分析
参考文献

前言/序言

《万水ANSYS技术丛书：压力容器全模型ANSYS分析与强度计算新规范》是一部专为工程师、设计人员、研究人员以及 ANSYS 软件用户量身打造的深度技术指南。本书紧密结合当前压力容器设计与分析领域的最新发展趋势，尤其关注中国新版压力容器强度计算规范在工程实践中的应用，旨在帮助读者全面掌握使用 ANSYS 软件进行压力容器全模型分析，并结合新规范进行精确强度校核的实用技术。 本书内容概述： 本书共分为若干章节，系统性地涵盖了从理论基础到实践操作的各个环节，力求为读者提供一套完整、高效的压力容器设计分析解决方案。 第一部分：理论基础与新规范解读 压力容器基础理论回顾： 简要回顾压力容器的基本概念、分类、设计原则以及常用的材料力学、弹性力学和塑性力学基础知识。这部分内容旨在为读者构建坚实的理论基础，使读者能够理解后续 ANSYS 分析的内在逻辑。 中国压力容器新版强度计算规范详解： 详细解读当前最新颁布的压力容器强度计算相关国家标准和行业规范（例如，GB/T 150《压力容器》、GB/T 151《压力管道》等及其配套的计算规程）。重点阐述新规范在设计压力、壁厚计算、载荷工况考虑、应力分析方法、许用应力取值、疲劳校核、材料选用等方面的更新和改进。特别关注新规范对复杂结构、特殊工况以及新材料应用的指导意义，为 ANSYS 分析结果的校核提供权威依据。 ANSYS 软件在压力容器分析中的作用与优势： 介绍 ANSYS 有限元分析软件在压力容器设计验证、性能评估、风险预警等方面的重要作用。分析 ANSYS 相较于传统解析方法在处理复杂几何形状、非线性材料行为、多载荷耦合以及精细化应力分析方面的独特优势。 第二部分：ANSYS 压力容器全模型分析技术 ANSYS 基础操作与建模准备： 前处理： 详细介绍如何在 ANSYS Workbench 环境下进行压力容器的几何建模。涵盖导入 CAD 模型、几何清理与修复、创建曲面模型与实体模型、划分网格（网格类型选择、网格质量控制、网格密度对结果的影响）、定义材料属性（包括线弹性、弹塑性、蠕变等）、设置单位制等。重点讲解如何根据压力容器的特点（如薄壁、厚壁、带接管、带加强圈等）选择合适的建模策略和网格划分技术，以确保分析精度和效率。 载荷与边界条件施加： 详细阐述如何根据新版规范的要求，在 ANSYS 中精确施加各种载荷。包括内/外压力、温度载荷（均匀温度、温度梯度）、机械载荷（固定支座反力、外部荷载、管道连接载荷）、风载、地震载荷等。重点讲解如何模拟复杂边界条件，如焊接连接、法兰连接、密封要求等，并分析不同边界条件设置对结果的影响。 ANSYS 分析模块与方法选择： 结构静力学分析： 讲解如何进行基于线弹性或弹塑性的静力学分析，计算应力、应变和位移。重点关注应力奇异性处理、载荷步的设置、结果的收敛性检查。 模态分析（可选）： 如果项目需要，介绍模态分析在确定压力容器固有频率、避免共振方面的应用。 热分析（可选）： 讲解如何进行稳态或瞬态热分析，计算温度分布，为热应力分析提供输入。 疲劳分析（可选）： 介绍如何结合 ANSYS 疲劳模块，根据应力循环和材料的疲劳性能进行寿命预测，这对于周期性受载的压力容器至关重要。 断裂力学分析（可选）： 对于存在缺陷的压力容器，介绍 ANSYS 在裂纹扩展和断裂韧性评估方面的应用。 全模型分析的实施与优化： 整体模型构建： 强调构建压力容器整体模型的重要性，包括壳体、封头、筒体、接管、加强圈、支撑结构等所有关键部件的集成。讲解如何处理复杂连接，如焊接、螺栓连接、法兰连接的建模与仿真。 焊接与接管分析： 重点讲解如何模拟焊接接头的应力集中和残余应力。提供接管与筒体连接的各种分析方法，包括加强圈的应力分析，以及如何根据规范进行接管部位的强度校核。 复杂结构件分析： 针对带有人孔、管口、视镜、换热管束等的复杂结构，提供详细的建模与分析策略，确保关键部位的应力分布能够被准确捕捉。 模型简化与高效分析： 探讨在保证精度的前提下，如何通过对称性利用、局部网格细化、忽略非关键部件等手段简化模型，提高计算效率。 第三部分：ANSYS 分析结果与新规范强度校核 ANSYS 分析结果解读： 应力与应变分析： 详细讲解如何从 ANSYS 输出结果中提取关键应力（如 Von Mises 应力、主应力、剪应力、弯曲应力、轴向应力、环向应力）和应变。阐述不同应力类型在压力容器强度评估中的意义。 位移与变形分析： 分析位移和变形结果，评估结构的刚度，检查是否有过大的变形影响设备功能。 结果可视化与后处理： 演示如何利用 ANSYS 的后处理功能，生成高质量的云图、矢量图、曲线图，清晰地展示应力、应变、位移的分布规律，以及危险区域的识别。 基于新版规范的强度校核： 许用应力确定： 讲解如何根据新版规范和所选材料，确定设计温度下的许用应力值，并考虑各种修正系数（如焊接系数、工作系数、疲劳系数等）。 应力分析结果的当量应力计算： 针对不同部位（筒体、封头、接管、法兰等）和不同载荷工况，讲解如何根据新版规范的要求，从 ANSYS 分析结果中计算出相应的当量应力。例如，如何计算薄壁结构的平均应力、最大应力，以及厚壁结构的径向、环向、轴向应力。 强度校核与判定： 详细介绍如何将 ANSYS 计算出的当量应力与新版规范规定的许用应力进行比较，判断结构是否满足强度要求。包括静强度校核、疲劳强度校核（如果进行了疲劳分析）、屈曲稳定性校核（如果适用于薄壁受压结构）。 复杂结构部位的校核： 重点讲解对于接管、法兰、加强圈、人孔等复杂结构，如何根据新版规范的特殊规定进行细致的强度校核。例如，对于接管，如何考虑汇交应力的影响。 典型案例分析： 案例一：立式圆筒形压力容器（带接管）的 ANSYS 分析与新规范校核： 演示从建模、施加载荷、进行静力学分析，到提取关键部位应力，并根据新版规范进行强度校核的全过程。 案例二：球形压力容器（带法兰）的 ANSYS 分析与新规范校核： 侧重于球壳结构的建模、法兰连接的仿真以及根据规范进行局部应力分析和整体强度校核。 案例三：带加热盘管的压力容器（考虑温度梯度）的 ANSYS 分析与新规范校核： 演示如何进行热-结构耦合分析，考虑温度梯度对容器整体应力和变形的影响，并进行相应的强度校核。 第四部分：进阶应用与实践建议 ANSYS 常用插件与二次开发： 介绍一些有助于提高效率的 ANSYS 插件，以及利用 APDL 或 Python 进行二次开发，实现自动化分析流程的可能性。 新规范解释与 ANSYS 分析方法的匹配： 探讨在实际应用中，如何根据新版规范的模糊或特殊规定，灵活选择和调整 ANSYS 的分析方法和参数设置，以取得更符合工程实际的结果。 结果验证与误差分析： 强调对 ANSYS 分析结果进行验证的重要性，包括与解析解、经验公式、简化的 FEA 模型或实际试验数据的对比，以及对结果误差的分析与评估。 工程实践中的常见问题与解决策略： 总结在压力容器 ANSYS 分析过程中遇到的常见问题，如网格收敛问题、载荷施加误差、材料属性不确定性、结果解读偏差等，并提供切实可行的解决方案。 未来发展趋势展望： 简要展望压力容器设计分析技术的发展方向，如数值模拟与人工智能的结合、多场耦合分析的深入应用等。 本书特色： 理论与实践紧密结合： 既有对新版规范的深入解读，又有详实的 ANSYS 操作步骤和案例演示。 注重工程实用性： 聚焦工程师在实际工作中可能遇到的问题，提供可操作的解决方案。 内容全面深入： 涵盖了从建模、分析到结果后处理和规范校核的完整流程。 图文并茂： 大量配以 ANSYS 软件界面截图、模型图、结果图，便于理解和学习。 紧跟最新规范： 以中国最新的压力容器强度计算规范为指导，确保分析结果的权威性和适用性。 本书的目标是帮助读者不仅掌握 ANSYS 软件的使用技巧，更重要的是能够理解 ANSYS 分析结果的物理意义，并能基于最新的国家标准对压力容器的强度进行准确、可靠的评估。通过阅读本书，读者将能够显著提升压力容器设计验证的效率和准确性，降低工程风险，为安全、经济地设计和制造压力容器提供有力的技术支撑。