WB13.0球罐有限元分析（精细化模型，六面体网格，雪载，风

wahaha9mei

球罐是化工设备中常用的压力容器，以往分析中多以壳单元和梁单元去模拟，然而，细节部位难以精确，本分析以全实体模型，六面体网格，精细化建模，弹簧代替拉杆，模拟出实际的应力最大位置。
特点：全实体建模，六面体网格，弹簧代替拉杆，精细化模型，雪灾和凤载。
由于报告整体设计企业隐私，同时也是我在单位的隐私，所以隐去企业名称以及模型的尺寸和载荷数据，望大家理解和见谅，欢迎大家讨论。

zyr

谢谢分享！但有几个问题还请指点：
1.两拉杆相交处没有连接吗？若有，那交点处就该是弹簧的一个端点吧？
2.既然考虑加速度载荷（重力加速度、地震加速度）为何不考虑雪、罐内液体的质量引起的惯性力？可以用点质量的啊，是认为影响小，忽略了吗？
3.支腿与罐体连接的R角处只有2层网格，是否需细化网格或采用子模型细化网格以得到较准确的应力？
4.模型中的“无摩擦支撑”用在哪两者之间？我没看懂，能讲一下吗？
5. 7级烈度地震载荷对应加速度1.015m/S^2是行业规定吗？

wahaha9mei

zyr 发表于 2012-4-9 19:22
谢谢分享！但有几个问题还请指点：
1.两拉杆相交处没有连接吗？若有，那交点处就该是弹簧的一个端点吧？
2. ...

1，相交处没有连接，如果连接的话，需要一个端点。
2，里面客户提供了压力，里面是液氨，质量转化到外壳上了。点质量会应力集中。
3，单元是二阶单元，两层已经够了，实际上厚度相当于一阶的四层了。另外通过细化网格，显示应力变化收敛，收敛值已经是较为准确的值了。
4，无摩擦支撑，在WB中用在对称面上，模拟对称接触。
5，关于地震烈度，查看相关的行业标准。里面会有详细的计算，报告中未给出出处。

wahaha9mei

wahaha9mei 发表于 2012-4-9 19:34
1，相交处没有连接，如果连接的话，需要一个端点。
2，里面客户提供了压力，里面是液氨，质量转化到外壳 ...

无摩擦接触在WB中，用来模拟对称约束。建的是二分之一模型，对称面上施加对称约束，也就是无摩擦支撑。

zyr

wahaha9mei 发表于 2012-4-9 19:36
无摩擦接触在WB中，用来模拟对称约束。建的是二分之一模型，对称面上施加对称约束，也就是无摩擦支撑。 ...

谢谢回复，我忘记了是1/2模型，另外，我先前没仔细看，液氮质量是转化到壳密度上了。但点质量附着在壳内壁与液氮接触的表面，应该不会产生应力集中吧？

wahaha9mei

zyr 发表于 2012-4-9 19:51
谢谢回复，我忘记了是1/2模型，另外，我先前没仔细看，液氮质量是转化到壳密度上了。但点质量附着在壳内 ...

那你要附在什么位置啊？和哪个点上附加质量啊？某个点上附加多大的质量？如果把所有的质量附加在某个位置，就会应力集中。

zyr

wahaha9mei 发表于 2012-4-9 19:58
那你要附在什么位置啊？和哪个点上附加质量啊？某个点上附加多大的质量？如果把所有的质量附加在某个位置 ...

是附加在与液氮接触的那部分面上

rich88988

那你要附在什么位置啊？

wahaha9mei

有不少人询问弹簧的刚度如何确定，在这里做一个简单的推导：

通过计算得到的。
弹性模量×应变=应力
应力=力÷横截面积
应变=变化长度÷原长
刚度×变化长度=力

根据上面四个公式，推导出刚度=弹性模量×横截面积÷原长

greendayk0620

楼主，按照报告所述，结果是按照第三强度理论计算的，那么应该计算出模型的第一主应力  和第三主应力，根据第三强度理论，应该是第一主应力-第三主应力小于材料许用切应力，我们才认为他是合格的。楼主关心 stress iintensity 是出于何种考虑？
此外，我觉得用第四强度理论好一些，为什么呢，球罐受内压和雪压，我们可以看做是拉压应力，侧向的风压，我们可以看作是切应力，既有拉压，又有切应力存在，我觉得还是用第四强度理论分析比较好，楼主当初不用第四强度理论是出于何种考虑？？？
此外的此外，楼主网格画的贼漂亮 是用WB画的吗？？还是用ICEM画的？如果是用WB画的，能不能把模型发给我，让我练练手

xurs09

有几个问题想讨论下：
1.结构中一般常说用实体网格代替面网格，那么在横截面方向上至少要画3层实体网格，楼主有的地方只有一层网格，这样做会不会影响结果；
2.如果楼主用workbench画的网格，那么slice切分后的分析结果会出现应力不连续，另外应力大小值也会发生变化，有时候甚至相差很多，楼主在中间有没有进行处理。

stmors

同求模型，我怎么也划不出来六面体，特别是在支腿附近。

zhxar606

网格处理确实很关键，这个还得靠经验，多练啊

wahaha9mei

greendayk0620 发表于 2012-6-16 16:01
楼主，按照报告所述，结果是按照第三强度理论计算的，那么应该计算出模型的第一主应力  和第三主应力，根据 ...

究竟用 那种应力强度理论，需要相应的设计准则，第三强度理论偏于 保守，在压力容器，化工等方面，经常用此理论。不过最近有专家建议用第四强度理论，这样更节省材料。
网格用 WB划分的。模型　是保密的　，呵呵，抱歉，只要合理的　切分，总能扫掠划分。

wahaha9mei

xurs09 发表于 2012-6-17 22:58
有几个问题想讨论下：
1.结构中一般常说用实体网格代替面网格，那么在横截面方向上至少要画3层实体网格，楼 ...

１，在我不关心的部位，一层就够了，再说是带中间节点的　单元，相当于不带中间节点的两层单元。
２，切分后的确会出现应力不连续，这样需要找准切分位置，选择在曲率小的　地方进行切分，这样可以降低由于切分导致应力集中的影响。

luan_ma

个人觉得局部关键部位的计算，应采用子模型细化，2层高阶单元还不足以捕捉内外层的
应力变化；关于地震载荷的考虑，如果将液氮的质量附加在壳壁上，通过提高密度或者
附加质量元的方式，采用静力计算还是相当粗略，精细的计算可以考虑流固耦合计算的
瞬态计算，不过对于罐体内盛装液体的流固耦合计算，现在已经比较可行的方式简化。

wahaha9mei

luan_ma 发表于 2012-7-3 09:19
个人觉得局部关键部位的计算，应采用子模型细化，2层高阶单元还不足以捕捉内外层的
应力变化；关于地震载荷 ...

支腿比较多，WB中 子模型很麻烦，地震载荷，参照设计标准，简化为 加速度施加，这是一个稳态的过程，不必要用瞬态计算。如果有地震波载荷，用流固耦合的 瞬态 计算更加 精确。

luan_ma

现在此类结构的抗震计算已经有详细的规范，如何考虑液体对于固体的作用（地震作用下），推荐下
我去看看规范是怎么样以后总思想去考虑的。

wahaha9mei

luan_ma 发表于 2012-7-3 11:36
现在此类结构的抗震计算已经有详细的规范，如何考虑液体对于固体的作用（地震作用下），推荐下
我去看看规 ...

塔时容器，卧式容器，罐式容器等都有相应的 抗震规范，可以搜索 查看！

cacusys

wahaha9mei 发表于 2012-6-15 09:19
有不少人询问弹簧的刚度如何确定，在这里做一个简单的推导：

通过计算得到的。

这是某种截面杆的刚度计算推导吧，弹簧变形主要是回转切变变形，应该不能这样推导吧
如下是百度得来弹簧刚度的计算公式：