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案例來源:余偉煒和高炳軍老師的著作《ANSYS在機(jī)械與化工裝備中的應(yīng)用》是ANSYS經(jīng)典界面在壓力容器行業(yè)應(yīng)用的經(jīng)典教材。近些年,Workbench界面已經(jīng)成為主流,ANSYS經(jīng)典界面式微,可以說已經(jīng)過時。但該書的行業(yè)知識并不過時,因此采用Workbench界面復(fù)現(xiàn)書中的案例,頗具價值!
問題描述
某臺臥式固定管板換熱器,殼程金屬設(shè)計(jì)溫度下的設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Sm=183MPa,管程金屬設(shè)計(jì)溫度下的設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度Sm=118MPa,殼程設(shè)計(jì)壓力為0.58MPa,管程設(shè)計(jì)壓力為2.0MPa,殼程操作溫度為140.5℃,管程操作溫度為250℃。其他參數(shù)如下:
1、幾何模型
幾何模型如下圖所示,實(shí)體模型:
2、材料參數(shù)
材料參數(shù)如下圖所示,線彈性分析:
3、網(wǎng)格模型
網(wǎng)格模型如下圖所示,網(wǎng)格均勻整齊,符合壓力容器行業(yè)的網(wǎng)格習(xí)慣:
4、邊界條件
邊界條件如下圖所示,包含內(nèi)壓,對稱條件等:
5、分析結(jié)果
應(yīng)力強(qiáng)度如下圖所示:
線性化應(yīng)力如下圖所示:
6、思考與展望
采用實(shí)體模型時,由于換熱管的長度大數(shù)量多壁厚薄,劃分網(wǎng)格是個難點(diǎn)。由于網(wǎng)格規(guī)模的限制,厚度方向上很難劃為1層以上的單元,并且管長方向上,單元長寬比往往很大(建議不要超過20)。
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