“基于GB∕T 4732的压力容器分析设计方法与工程应用”培训

模块

主要内容

一、压力容器设计基础：规范第1部分：通用要求

1、规范适用范围                    

2、术语与定义

3、失效模式                        

4、基本要求

5、通则                            

6、设计一般规定

7、许用应力                        

8、当量应力的许用极限

9、耐压试验

二、压力容器设计基础：规范第2部分：材料

1、规范适用范围                   

 2、术语与定义

3、总体要求                      

  4、钢材的许用应力

5、钢材的材料参数                  

6、规范的不足（材料不全）

7、缺失材料参数的补充资料

三、有限单元法基本原理与Ansys workbench基础操作详解

1、有限元简介                      

2、结构有限元的基本原理

3、ANSYS 功能介绍                  

4、ANSYS WB 建模

5、ANSYS WB 材料参数的定义模块     

6、ANSYS WB 网格划分技术

7、ANSYS WB 载荷与约束             

8、ANSYS WB 后处理技术

9、计算结果误差估计                

10、网格无关性的评价标准

11、自适应求解技术

工程范例-1：平面建模实例

工程范例-2：实体建模实例

工程范例-3：印记面的创建

工程范例-4：压力容器开孔接管区精细化网格的生成实例

工程实例-5：基于自适应网格技术的高压容器筒体与封头连接区应力分析

四、压力容器材料模型的ANSYS workbench创建方法

1、材料本构理论                    

2、线弹性材料模型

3、弹塑性材料模型                 

 4、橡胶材料模型

5、垫片材料模型                    

6、蠕变材料模型

7、棘轮材料模型                   

 8、疲劳材料模型

9、断裂材料模型

工程范例-1：材料模型参数的定义与修改实例

工程范例-2：材料库中材料模型的调用实例

工程范例-3：新材料模型的创建实例

五、压力容器常用单元与单元增强技术

1、概述                            

2、线单元（杆单元和梁单元）

3、平面单元                        

4、壳单元

5、实体单元                        

6、计算精度与单元类型的关系    

7、计算精度的判定                  

8、压力容器计算单元类型的选择原则

9、单元锁定与单元增强技术          

10、单元剪切锁定及其消除方法  

11、单元体积锁定及其消除方法       

12、应力奇异及其消除方法

工程范例-1：压力容器开孔接管区应力计算

六、压力容器分析的非线性有限元技术

1、结构非线性概述                  

2、材料非线性

3、几何非线性                      

4、非线性控制方程求解的基本原理

5、载荷步/子步/平衡迭代步          

6、收敛准则

7、ANSYS workbench非线性计算设置技巧

工程范例-1：压力容器筒体与接管连接区的极限分析

工程范例-2：压力容器筒体与接管连接区的弹塑性分析

七、应力分类方法之一：塑性垮塌评定与局部过度应变评定

1、方法的适用范围                 

2、术语与定义

3、应力分析                       

4、应力分类

5、当量应力                    

6、ANSYS workbench应力线性化方法

7、ANSYS workbench应力线性化路径自动生成程序（送程序）

8、塑性垮塌评定                 

9、局部过度应变评定   

10、热机耦合应力作用下压力容器应力塑性垮塌评定方法

工程实例-1：高压容器筒体与封头连接区应力分类分析与塑性垮塌评定

工程实例-2：压力容器开孔接管区局部应力分类分析及塑性垮塌评定

工程实例-3：压力容器开孔接管区局部应力分类分析及局部过度应变评定

工程实例-4：加氢反应器裙座稳态热应力计算与塑性垮塌评定

八、应力分类方法之二：棘轮评定

1、棘轮的概念                  

2、棘轮评定通则

3、弹性分析                    

4、简化的弹塑性分析

5、热应力棘轮评定              

6、ASME棘轮弹性分析法的ANSYS WB实现

7、热应力棘轮分析法的ANSYS WB实现

工程范例-1：接管与筒体连接处棘轮评定

八、应力分类方法之三：疲劳评定

1、疲劳评定免除准则           

2、疲劳载荷类型                     

3、累积损伤理论               

4、循环计数法（雨流计数法原理）

5、疲劳评定通则               

6、疲劳评定的步骤              

7、疲劳强度减弱系数           

8、疲劳损失系数               

9、螺柱的疲劳评定             

10、疲劳设计曲线

11、疲劳评定的ANSYS workbench方法

工程实例-1：平板封头与筒体连接区疲劳寿命分析

工程实例-2：吸附塔疲劳分析

九、弹塑性分析方法之一：塑性垮塌评定

1、方法的适用范围          

2、术语与定义

3、基本要求                

4、塑性垮塌评定方法与通则

5、极限分析                

6、弹塑性分析

7、载荷系数法             

 8、垮塌载荷法

9、载荷系数法的ANSYS workbench实现

10、垮塌载荷法的ANSYS workbench实现

11. 钢材弹塑性本构（真应力-真应变本构）的自动生成程序（送程序）

12、塑性垮塌的二元评定准则

工程实例-1：压力容器筒体与接管连接区极限分析与塑性垮塌评定

工程实例-2：压力容器筒体与接管连接区弹塑性分析与塑性垮塌评定           

十、弹塑性分析方法之二：局部过度应变

1、通则                        

2、评定步骤

3、累计应变损伤法              

4、局部过度应变分析的ANSYS workbench实现

5、压力容器局部过度应变评定的ANSYS workbench自动分析程序（送程序）

工程实例-1：压力容器筒体与接管连接区弹塑性分析与局部过度应变评定

工程实例-2：基于ANSYS workbench自动分析程序的三通盲管局部失效评定

十一、弹塑性分析法之三：屈曲

1、概述

2、分支点和极值点稳定

3、分支点和极值点稳定问题的WB计算模块

4、分支点稳定（特征值屈曲）计算理论

5、分支点稳定（特征值屈曲）计算的WB设置技巧

6、极值点稳定（非线性屈曲）计算原理

7、极值点稳定（非线性屈曲）的WB计算设置与操作技巧

7.1载荷加载法                     

 7.2位移加载法

7.3弧长法                          

7.4算法稳定性的增强技术

8、规范通则                             

9、规范中屈曲设计系数

10、规范评定步骤及其ANSYS WB实现方法

工程实例-1：外压柱式压力容器壳体线性/非线性屈曲计算与屈曲垮塌评定

工程实例-2：立式压力罐支承处局部屈曲失稳计算与屈曲垮塌评定

十二、弹塑性分析法之三：疲劳

1、通则             

2、二倍屈服法

3、逐个循环分析法   

4、二倍屈服法的评定步骤

5、逐个循环分析法的评定步骤

6、逐个循环分析法的ANSYS WB实现

7、二倍屈服法的ANSYS WB实现

工程实例-1：基于弹塑性分析法的压力罐疲劳分析

十三、弹塑性分析法之四：棘轮

1、概述                             

2、通则

3、评定步骤                     

4、棘轮本构模型

5、压力容器棘轮现象的ANSYS WB模拟

6、棘轮评定之弹塑性分析法的ANSYS WB实现

工程实例-1：基于弹塑性分析法的筒体与封头连接区棘轮评定

工程实例-2：封头与筒体连接区棘轮现象模拟与分析

备注

1. 使用软件版本：ANSYS2020R2

2. 各种自动分析程序（课上提供，现场安装，无限期使用）