压力容器分析设计软件介绍

压力容器分析设计软件介绍第1页，共41页，2023年，2月20日，星期六公司简介北京翔升科创科技有限公司是一家专业从事有限元计算及参数化出图软件研发、销售、服务的高科技企业，创立于2007年6月。公司骨干力量均毕业于知名学府，并在中科院数学所所辖单位从事过多年的压力容器设备有限元程序开发与分析计算工作，其中公司90%以上的员工均具有IT行业的专业背景，80%以上的技术人员拥有硕士或博士学位。公司目前软件产品主要覆盖了石油、化工领域，项目分析服务则包括了石油、化工、岩土、交通等领域，可进行固体、渗流、热、简单流体单项或耦合计算分析，并可根据用户需求定制专用分析工具包。第2页，共41页，2023年，2月20日，星期六产品简介《压力容器分析设计软件》是由北京翔升科创科技有限公司依据《钢制压力容器——分析设计标准(JB4732—95)》研制开发，用于压力容器分析设计的专用软件。

开发工作基于中科院数学所梁国平研究员的有限元程序开发平台，此平台曾获得国家科技进步二等奖。自1998年开始至今，持续不断的开发工作已进行了十余载，开发出了压力容器分析系统VAS软件包等多款软件。第3页，共41页，2023年，2月20日，星期六产品简介

分析软件包主要用于对压力容器的局部开孔及存在接管载荷结构进行强度、疲劳、失稳等工况的分析计算与评定，并可根据计算结果自动强度评定与生成分析报告。在压力容器分析设计领域，与国外通用有限元软件相比，本软件的主要优势有：输入简单，模型及载荷工况的输入采取参数化输入方式，用户只需输入模型的基本几何参数，载荷加载方式，即可自动生成有限元计算模型；计算简便，生成的模型可使用自有计算模块计算，也可以导入ansys中进行计算，导入方便，只需在ansys中输入生成的命令流，即可在ansys中得到计算模型，并直接计算，无需重新建模；界面友好，易学易用，可自动进行应力分类并自动生成word计算分析报告并依据JB4732进行评定。第4页，共41页，2023年，2月20日，星期六分析设计软件主要包括以下几部分模块：部件库参数化建模有限元分析与接口后处理应力分析与计算报告生成第5页，共41页，2023年，2月20日，星期六部件库

目前典型部件包括：椭圆封头任意接管柱壳单异侧任意接管正锥任意接管偏锥任意接管三通、四通等十五个部件，其中各开孔接管均可设定任意角度与方向并可施加任意接管载荷，开孔比率最大可达到99%，并可做到完全切向开孔。过渡区均为圆弧过渡。第6页，共41页，2023年，2月20日，星期六参数化建模工程化的参数输入

只需输入必要的几何尺寸、各类载荷大小,和网格密度控制参数，便可自动生成计算模型，并自动施加边界条件与载荷。第7页，共41页，2023年，2月20日，星期六参数化建模内外压及端部载荷施加

第8页，共41页，2023年，2月20日，星期六参数化建模材料库

第9页，共41页，2023年，2月20日，星期六计算功能计算类型线弹性静力计算温度场、热应力疲劳计算应力分类JB4732理论壁厚部分模型负压稳定性计算极限载荷计算第10页，共41页，2023年，2月20日，星期六自动化后处理与报告生成用户只需填写参数，点击计算，得到符合要求的计算结果后即可自动生成强度分析报告书第11页，共41页，2023年，2月20日，星期六ANSYS接口

目前所有模型均可导入ansys中进行计算，用户只需选择计算模式，点击导出，即可生成相应计算的ansys计算文件，在ansys中运行即可直接计算。无需在ansys中建立模型施加边界条件等。对于拥有ansys软件的客户尤为方便实用。第12页，共41页，2023年，2月20日，星期六升级开发潜力大

目前软件架构已经搭建完成，后期扩容只需增加部件结构，插入软件即可进行计算；所有部件模型的开发均为我公司自主知识产权源代码，具有二次开发快速、方便、易于实现软件插入的特点；同时，计算程序部分也为我公司自主开发代码，可方便的实现用户定制计算功能与输出功能的要求。第13页，共41页，2023年，2月20日，星期六简化力学模型的建立有限元模型的建立（前处理）求解后处理第14页，共41页，2023年，2月20日，星期六根据分析目的与要求不同确定进行局部分析还是进行整体分析；根据结构及载荷构特点充分利用其对称性，尽量减小计算规模。第15页，共41页，2023年，2月20日，星期六1.1根据分析目的与要求不同确定进行局部分析还是进行整体分析；分析目的－－－高应力区分析载荷边界条件必须由整体模型确定时，需建整体模型，如球罐支柱连接区。载荷边界可通过截面法确定，建局部模型，如球罐开孔接管区，塔设备裙座支撑区第16页，共41页，2023年，2月20日，星期六第17页，共41页，2023年，2月20日，星期六A：底部1/2模型利用截面法求得上截面内力即剪力与弯矩，由于剪力引起的剪应力很小，通常可以忽略。弯矩可以等效面载荷的形式施加在上端面上。（为安全起见，端面上可施加欲考察截面上的弯矩）第18页，共41页，2023年，2月20日，星期六等效面载荷第19页，共41页，2023年，2月20日，星期六B：轴对称模型利用轴对称模型首先求得内压作用下结构的各向应力，计算出弯矩作用下某截面上的弯曲正应力并与内压作用下的应力叠加，再计算主应力及应力强度。第20页，共41页，2023年，2月20日，星期六内压＋接管轴向载荷内压＋某方向的接管力或弯矩第21页，共41页，2023年，2月20日，星期六单元选择单元材料属性网格剖分载荷与边界条件的施加第22页，共41页，2023年，2月20日，星期六单元选择单元材料属性

弹性应力应变场计算：弹性模量E(MPa)、泊松比m；需考虑重力、惯性力时，材料密度、加速度稳态温度场计算：热传导系数K;热应力计算：线膨胀系数a第23页，共41页，2023年，2月20日，星期六网格剖分

调整网格剖分密度与单元形状（保证计算精度）：需要重点考察的区域网格要密，其他区域可以疏；尽量避免畸形单元（边长比、相邻边的夹角）第24页，共41页，2023年，2月20日，星期六载荷与边界条件的施加位移边界条件第25页，共41页，2023年，2月20日，星期六载荷与边界条件的施加载荷边界条件第26页，共41页，2023年，2月20日，星期六选择求解器非线性计算时设定必要的选项

线性代数方程组的几种常用的解法：高斯消去法；三角分解法；追赶法；分块解法；波前法；雅可比迭代法和高斯赛得尔迭代法；超松弛迭代法。第27页，共41页，2023年，2月20日，星期六位移、应变、应力、主应力、相当应力的等值线或云图路径线性化处理报告生成系统第28页，共41页，2023年，2月20日，星期六123456789第29页，共41页，2023年，2月20日，星期六1、选择计算模型

目前计算模型包括柱壳接管，封头接管，柱壳开方孔等15个计算模型2、选择计算类型

强度计算 疲劳计算 稳定性计算* 极限载荷计算*3、选择接管个数

接管个数依各模型不同，可从0到10任选第30页，共41页，2023年，2月20日，星期六4、填写模型几何参数与网格剖分参数

几何参数为去掉腐蚀余量后的实际计算参数

网格平均尺寸指剖分网格时网格厚度方向以外两个方向上剖分所采用的平均尺寸，程序会自动根据模型的实际，调整焊缝与筒体不同位置的实际剖分网格大小。使用具体剖分参数时，此数为0，不起作用。第31页，共41页，2023年，2月20日，星期六5、施加载荷

腐蚀余量只用于出报告，并不参与计算。 接管端部可施加三个方向的力与三个方向的弯矩。第32页，共41页，2023年，2月20日，星期六6、选择材料

注意填写最大厚度参数。第33页，共41页，2023年，2月20日，星期六7、开始计算注意计算信息输出。显示命令执行完毕表示计算结束。第34页，共41页，2023年，2月20日，星期六8、查看后处理结果变形是否合理对称载荷与模型云图是否对称

如合理可进入下一步生成计算报告，否则返回检查数据输入是否有误。第35页，共41页，2023年，2月20日，星期六9、生成计算报告注意，在报告生成过程中不能切换屏幕或者在桌面操作其它程序，否则将影响报告图片生成。第36页，共41页，2023年，2月20日，星期六运行“ansys转换”在ansys中指向计算目录运行ANS_VAS即可导入ansys中计算第37页，共41页，2023年，2月20日，星期六第38页，共41页，2023年，2月20日，星期六稳