萬水ANSYS技術叢書：壓力容器全模型ANSYS分析與強度計算新規範 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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欒春遠 著

圖書標籤:

• ANSYS
• 壓力容器
• 有限元分析
• 強度計算
• 全模型
• 技術叢書
• 新規範
• 工程結構
• 機械設計
• 工業軟件

齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787508497549

版次：1

商品編碼：11026587

包裝：平裝

叢書名： 萬水ANSYS技術叢書

開本：16開

齣版時間：2012-06-01

用紙：膠版紙

頁數：388

字數：618000

正文語種：中文

內容簡介

　　 《萬水ANSYS技術叢書：壓力容器全模型ANSYS分析與強度計算新規範》是《壓力容器ANSYS分析與強度計算》一書的姊妹篇。
　　 本書第1至12章是強度計算部分，編入俄羅斯聯邦國傢標準OCT P 52857．1-．12.2007中對應的12個單項標準，除標準正文外，均配有概述、計算例題和小結，便於讀者對標準的理解和使用。該標準是2007年10月27日頒發，2008年4月1日開始實施的，針對容器及設備強度計算的規範和方法的第1個綜閤性的國傢標準，除塔設備外，幾乎涵蓋瞭壓力容器設計領域的所有問題，該標準中有11個獨具優勢的計算方法均超齣瞭GBI 50、GBl51和JB4732附錄J的規定範圍，內容新穎。計算方法先進，可在設計中參照使用。
　　 《萬水ANSYS技術叢書：壓力容器全模型ANSYS分析與強度計算新規範》第13章識彆提取ANSYS綫性化給齣的應力分類用於應力強度評定。綜閤美國SIS公司和日本JSW公司實際的ANSYS工程的識彆提取範例，以及OCT P 52857 9對接管與圓筒球形封頭相貫區大應力的評定準則。給齣完整的識彆和提取方法。
　　 第14章給齣HDPE産品齣料罐全模型的ANSYS分析，該設備是典型的壓力載荷循環次為2．2l×lO。（20年）的高周疲勞容器。本章的疲勞分析方法可作為解決這一類工程難題的開創性的先例，並為此創新推齣“高應力強度節點子模型”．在該模型上設置路徑，以閃電速度給齣綫性化結果。
　　 《萬水ANSYS技術叢書：壓力容器全模型ANSYS分析與強度計算新規範》可供壓力容器設計、製造、使用和檢驗等環節的工程技術人員參考，也可供大專院校壓力容器及相近專業的師生參考，對壓力容器設計規範的理論研究也有重要的參考價值。

內頁插圖

目錄

前言
第1章 壓力容器強度計算的一般要求
第1節 概述
第2節 標準正文
1 應用範圍
2 用標準
3 符號
4 一般規定
5 計算溫度
6 工作壓力、過算壓力和試驗壓力
7 計算力和計算力矩
8 許用應力、安全係數
9 穩定安全係數
10 縱嚮彈性模量和綫膨脹係數
11 焊縫強度係數
12 結構元件計算壁厚附加量
附錄A 工作條件下的許用應力（必須遵守的）
附錄B 材料機械性能的計算值（參考性的）（略）
附錄C 縱嚮彈性模量的計算值（參考性的）
附錄D 綫膨脹係數（參考性的）
附錄E 焊縫和釺焊縫的強度係數（必須遵守的）
第3節 小結

第2章 圓筒、凸形封頭、平蓋和錐殼的計算
第1節 概述
第2節 標準正文
1 應用範圍
2 引用標準
3 符號
4 一般規定
5 圓筒計算
6 凸形封頭的計算
7 圓形平蓋的計算
8 錐殼計算
第3節 計算例題
第4節 小結

第3章 在內壓或外壓作用下殼體和封頭的開孔補強接管上外部靜載荷作用下圓筒球形封頭的強度計算
第1節 概述
第2節 標準正文
1 應用範圍
2 引用標準
3 符號
4 一般規定
5 內壓或外壓下的開孔補強計算
6 接管上的外部靜載荷作用下圓筒和球形
封頭的強度計算（見圖A.1 5，附錄A）
附錄A （必須遵守的）
第3節 計算例題
第4節 小結

第4章 法蘭聯接的強度和密封計算
第1節 概述
第2節 標準正文
1 應用範圍
2 引用標準
3 符號
4 一般規定
5 保證法蘭聯接密封所需的墊片壓緊力
6 預緊和工作條件下法蘭聯接的螺栓（螺柱）力
7 螺栓和墊片的強度校核
8 法蘭的靜強度計算
9 校核法蘭的轉角
10 法蘭聯接各元件低循環疲勞強度計算
……
第6章 低循環疲勞強度計算
第7章 換熱設備的管闆計算
第8章 夾套容器的計算
第9章 在內壓和接管上外部靜載荷作用下接管與圓筒球形封頭相貫處的最大應力計算
第10章 接觸濕硫化氫介質的容器及設備
第11章 考慮焊接接頭錯邊、棱角及不圓度的殼體和凸形封頭強度計算的方法
第12章 對計算機完成強度計算報告樣式的要求
第13章 識彆提取ANSYs綫性化給齣的應力分類用於應力強度評定
第14章 HDPE産品齣料罐全模型ANSYS分析
參考文獻

前言/序言

《萬水ANSYS技術叢書：壓力容器全模型ANSYS分析與強度計算新規範》是一部專為工程師、設計人員、研究人員以及 ANSYS 軟件用戶量身打造的深度技術指南。本書緊密結閤當前壓力容器設計與分析領域的最新發展趨勢，尤其關注中國新版壓力容器強度計算規範在工程實踐中的應用，旨在幫助讀者全麵掌握使用 ANSYS 軟件進行壓力容器全模型分析，並結閤新規範進行精確強度校核的實用技術。 本書內容概述： 本書共分為若乾章節，係統性地涵蓋瞭從理論基礎到實踐操作的各個環節，力求為讀者提供一套完整、高效的壓力容器設計分析解決方案。 第一部分：理論基礎與新規範解讀 壓力容器基礎理論迴顧： 簡要迴顧壓力容器的基本概念、分類、設計原則以及常用的材料力學、彈性力學和塑性力學基礎知識。這部分內容旨在為讀者構建堅實的理論基礎，使讀者能夠理解後續 ANSYS 分析的內在邏輯。 中國壓力容器新版強度計算規範詳解： 詳細解讀當前最新頒布的壓力容器強度計算相關國傢標準和行業規範（例如，GB/T 150《壓力容器》、GB/T 151《壓力管道》等及其配套的計算規程）。重點闡述新規範在設計壓力、壁厚計算、載荷工況考慮、應力分析方法、許用應力取值、疲勞校核、材料選用等方麵的更新和改進。特彆關注新規範對復雜結構、特殊工況以及新材料應用的指導意義，為 ANSYS 分析結果的校核提供權威依據。 ANSYS 軟件在壓力容器分析中的作用與優勢： 介紹 ANSYS 有限元分析軟件在壓力容器設計驗證、性能評估、風險預警等方麵的重要作用。分析 ANSYS 相較於傳統解析方法在處理復雜幾何形狀、非綫性材料行為、多載荷耦閤以及精細化應力分析方麵的獨特優勢。 第二部分：ANSYS 壓力容器全模型分析技術 ANSYS 基礎操作與建模準備： 前處理： 詳細介紹如何在 ANSYS Workbench 環境下進行壓力容器的幾何建模。涵蓋導入 CAD 模型、幾何清理與修復、創建麯麵模型與實體模型、劃分網格（網格類型選擇、網格質量控製、網格密度對結果的影響）、定義材料屬性（包括綫彈性、彈塑性、蠕變等）、設置單位製等。重點講解如何根據壓力容器的特點（如薄壁、厚壁、帶接管、帶加強圈等）選擇閤適的建模策略和網格劃分技術，以確保分析精度和效率。 載荷與邊界條件施加： 詳細闡述如何根據新版規範的要求，在 ANSYS 中精確施加各種載荷。包括內/外壓力、溫度載荷（均勻溫度、溫度梯度）、機械載荷（固定支座反力、外部荷載、管道連接載荷）、風載、地震載荷等。重點講解如何模擬復雜邊界條件，如焊接連接、法蘭連接、密封要求等，並分析不同邊界條件設置對結果的影響。 ANSYS 分析模塊與方法選擇： 結構靜力學分析： 講解如何進行基於綫彈性或彈塑性的靜力學分析，計算應力、應變和位移。重點關注應力奇異性處理、載荷步的設置、結果的收斂性檢查。 模態分析（可選）： 如果項目需要，介紹模態分析在確定壓力容器固有頻率、避免共振方麵的應用。 熱分析（可選）： 講解如何進行穩態或瞬態熱分析，計算溫度分布，為熱應力分析提供輸入。 疲勞分析（可選）： 介紹如何結閤 ANSYS 疲勞模塊，根據應力循環和材料的疲勞性能進行壽命預測，這對於周期性受載的壓力容器至關重要。 斷裂力學分析（可選）： 對於存在缺陷的壓力容器，介紹 ANSYS 在裂紋擴展和斷裂韌性評估方麵的應用。 全模型分析的實施與優化： 整體模型構建： 強調構建壓力容器整體模型的重要性，包括殼體、封頭、筒體、接管、加強圈、支撐結構等所有關鍵部件的集成。講解如何處理復雜連接，如焊接、螺栓連接、法蘭連接的建模與仿真。 焊接與接管分析： 重點講解如何模擬焊接接頭的應力集中和殘餘應力。提供接管與筒體連接的各種分析方法，包括加強圈的應力分析，以及如何根據規範進行接管部位的強度校核。 復雜結構件分析： 針對帶有人孔、管口、視鏡、換熱管束等的復雜結構，提供詳細的建模與分析策略，確保關鍵部位的應力分布能夠被準確捕捉。 模型簡化與高效分析： 探討在保證精度的前提下，如何通過對稱性利用、局部網格細化、忽略非關鍵部件等手段簡化模型，提高計算效率。 第三部分：ANSYS 分析結果與新規範強度校核 ANSYS 分析結果解讀： 應力與應變分析： 詳細講解如何從 ANSYS 輸齣結果中提取關鍵應力（如 Von Mises 應力、主應力、剪應力、彎麯應力、軸嚮應力、環嚮應力）和應變。闡述不同應力類型在壓力容器強度評估中的意義。 位移與變形分析： 分析位移和變形結果，評估結構的剛度，檢查是否有過大的變形影響設備功能。 結果可視化與後處理： 演示如何利用 ANSYS 的後處理功能，生成高質量的雲圖、矢量圖、麯綫圖，清晰地展示應力、應變、位移的分布規律，以及危險區域的識彆。 基於新版規範的強度校核： 許用應力確定： 講解如何根據新版規範和所選材料，確定設計溫度下的許用應力值，並考慮各種修正係數（如焊接係數、工作係數、疲勞係數等）。 應力分析結果的當量應力計算： 針對不同部位（筒體、封頭、接管、法蘭等）和不同載荷工況，講解如何根據新版規範的要求，從 ANSYS 分析結果中計算齣相應的當量應力。例如，如何計算薄壁結構的平均應力、最大應力，以及厚壁結構的徑嚮、環嚮、軸嚮應力。 強度校核與判定： 詳細介紹如何將 ANSYS 計算齣的當量應力與新版規範規定的許用應力進行比較，判斷結構是否滿足強度要求。包括靜強度校核、疲勞強度校核（如果進行瞭疲勞分析）、屈麯穩定性校核（如果適用於薄壁受壓結構）。 復雜結構部位的校核： 重點講解對於接管、法蘭、加強圈、人孔等復雜結構，如何根據新版規範的特殊規定進行細緻的強度校核。例如，對於接管，如何考慮匯交應力的影響。 典型案例分析： 案例一：立式圓筒形壓力容器（帶接管）的 ANSYS 分析與新規範校核： 演示從建模、施加載荷、進行靜力學分析，到提取關鍵部位應力，並根據新版規範進行強度校核的全過程。 案例二：球形壓力容器（帶法蘭）的 ANSYS 分析與新規範校核： 側重於球殼結構的建模、法蘭連接的仿真以及根據規範進行局部應力分析和整體強度校核。 案例三：帶加熱盤管的壓力容器（考慮溫度梯度）的 ANSYS 分析與新規範校核： 演示如何進行熱-結構耦閤分析，考慮溫度梯度對容器整體應力和變形的影響，並進行相應的強度校核。 第四部分：進階應用與實踐建議 ANSYS 常用插件與二次開發： 介紹一些有助於提高效率的 ANSYS 插件，以及利用 APDL 或 Python 進行二次開發，實現自動化分析流程的可能性。 新規範解釋與 ANSYS 分析方法的匹配： 探討在實際應用中，如何根據新版規範的模糊或特殊規定，靈活選擇和調整 ANSYS 的分析方法和參數設置，以取得更符閤工程實際的結果。 結果驗證與誤差分析： 強調對 ANSYS 分析結果進行驗證的重要性，包括與解析解、經驗公式、簡化的 FEA 模型或實際試驗數據的對比，以及對結果誤差的分析與評估。 工程實踐中的常見問題與解決策略： 總結在壓力容器 ANSYS 分析過程中遇到的常見問題，如網格收斂問題、載荷施加誤差、材料屬性不確定性、結果解讀偏差等，並提供切實可行的解決方案。 未來發展趨勢展望： 簡要展望壓力容器設計分析技術的發展方嚮，如數值模擬與人工智能的結閤、多場耦閤分析的深入應用等。 本書特色： 理論與實踐緊密結閤： 既有對新版規範的深入解讀，又有詳實的 ANSYS 操作步驟和案例演示。 注重工程實用性： 聚焦工程師在實際工作中可能遇到的問題，提供可操作的解決方案。 內容全麵深入： 涵蓋瞭從建模、分析到結果後處理和規範校核的完整流程。 圖文並茂： 大量配以 ANSYS 軟件界麵截圖、模型圖、結果圖，便於理解和學習。 緊跟最新規範： 以中國最新的壓力容器強度計算規範為指導，確保分析結果的權威性和適用性。 本書的目標是幫助讀者不僅掌握 ANSYS 軟件的使用技巧，更重要的是能夠理解 ANSYS 分析結果的物理意義，並能基於最新的國傢標準對壓力容器的強度進行準確、可靠的評估。通過閱讀本書，讀者將能夠顯著提升壓力容器設計驗證的效率和準確性，降低工程風險，為安全、經濟地設計和製造壓力容器提供有力的技術支撐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的實用性和前瞻性是我最看重的兩點。作為一名長期從事壓力容器製造和檢驗工作的技術人員，我深知理論知識與實際應用之間存在的差距。很多時候，我們麵對的是各種各樣復雜的實際問題，而書本上的知識往往過於理想化，難以直接套用。這本書的價值就在於它提供瞭一個非常貼近實際的分析框架。它不僅僅是教授ANSYS軟件的操作技巧，更重要的是，它將這些技巧與壓力容器在實際運行中可能遇到的各種工況和失效模式聯係起來。例如，書中關於熱應力分析、薄壁容器的穩定性分析、以及接管連接處的應力集中分析等內容，都具有極高的參考價值。而且，作者在講解過程中，非常注重對分析結果進行物理解釋，這有助於我們理解為什麼會齣現某種特定的應力分布或變形模式，從而更好地進行設計優化和風險評估。這本書的另一大亮點是它對新規範的解讀和應用。隨著設計規範的不斷更新，如何及時掌握並應用這些新要求，是每一個從業者麵臨的難題。這本書在這方麵提供瞭寶貴的指導，它讓我能夠更清楚地理解新規範的核心精神，並學會如何在ANSYS分析中體現這些新要求。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是想深入理解壓力容器設計和分析的工程師們的福音。我一直以來都在與壓力容器打交道，但總覺得在模型建立和有限元分析方麵，尤其是如何結閤最新的設計規範，存在一些盲區。我嘗試過不少資料，但很多都流於理論，缺乏實際操作的指導。這本書的齣現，正好填補瞭這一空白。它沒有迴避最復雜的問題，比如如何準確地劃分網格以保證分析精度，如何處理復雜的幾何形狀，以及如何將分析結果與《壓力容器規範》中的各項要求一一對應。作者在講解過程中，非常注重細節，比如在選擇單元類型、定義材料屬性、施加邊界條件和載荷時，都給齣瞭詳細的理由和建議，這對於我們這些沒有大量實踐經驗的工程師來說，簡直是雪中送炭。我特彆欣賞的是，書中反復強調瞭“全模型”分析的重要性，這與其他隻關注局部細節的分析方法有顯著區彆，它能更全麵地反映齣結構的整體受力狀況，避免瞭局部受力集中被忽略的風險。而且，書中還詳細闡述瞭如何利用ANSYS軟件的強大功能，進行應力、應變、變形等關鍵參數的計算，並提供瞭如何生成符閤規範要求的分析報告的模闆。這些內容對於我來說，無疑大大提升瞭工作效率和分析的可靠性。

評分☆☆☆☆☆

我是一名資深的機械工程師，在壓力容器設計領域擁有多年的實踐經驗。然而，隨著新規範的不斷齣颱和CAE技術的飛速發展，我深感傳統的分析方法已經不足以滿足日益嚴苛的設計要求。特彆是對於一些結構復雜、受力狀態特殊的壓力容器，如何進行全麵、準確的分析，始終是一個挑戰。我一直在尋找一本能夠 bridging 傳統知識與現代分析技術的書籍，並且能夠提供與最新規範接軌的解決方案。這本書正好契閤瞭我的需求。它不僅深入剖析瞭ANSYS在壓力容器全模型分析中的強大能力，更重要的是，它將這些分析方法與最新的《壓力容器規範》緊密結閤起來。書中對於如何根據規範要求建立分析模型、如何進行關鍵部位的應力評估、以及如何進行疲勞壽命分析等內容，都進行瞭詳盡的闡述。我尤其欣賞作者在書中對分析結果進行解釋和驗證的方法，這使得分析結果的可靠性得到瞭極大的增強。這本書的齣現，為我提供瞭一個全新的視角和一套係統性的方法論，幫助我能夠更自信、更高效地應對復雜的壓力容器設計挑戰，並確保設計結果符閤最新的安全和性能標準。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，這本書最大的貢獻在於它提供瞭一個係統化、模塊化的學習路徑，讓原本枯燥且復雜的壓力容器ANSYS分析變得更加易於理解和掌握。我曾嘗試過自學ANSYS，但總是感覺抓不住重點，尤其是在如何針對壓力容器這個特定的應用領域進行深入分析時，常常會感到力不從心。這本書的結構安排非常閤理，它從基礎的模型建立，到各種復雜的分析設置，再到最終的強度計算和結果解讀，層層遞進，環環相扣。我特彆喜歡書中對每一個分析步驟的詳細解釋，以及作者對常見問題的解答和規避建議。這讓我能夠清晰地知道每一步操作的目的，以及可能遇到的陷阱。更重要的是，書中將 ANSYS 的強大功能與最新的壓力容器設計規範巧妙地融閤在一起，使得學習過程不僅是技能的提升，更是對行業標準的深入理解。我曾經對如何將 ANSYS 的分析結果與規範中的許用應力、疲勞壽命等指標進行對比感到睏惑，這本書在這方麵給予瞭我非常明確的指導。它讓我能夠真正地利用 ANSYS 來完成符閤規範要求的強度計算，而不是僅僅停留在理論層麵。

評分☆☆☆☆☆

作為一個初涉壓力容器設計領域的新手，我對於如何將理論知識轉化為實際的工程應用感到非常睏惑。傳統的教科書往往知識點零散，而且對於如何運用專業的CAE軟件進行精確的模擬計算，講解得不夠深入。我尤其擔心自己會因為對軟件操作不熟練，或者對分析結果的解讀不準確，而導緻設計上的失誤。這本書的齣現，讓我看到瞭希望。它從最基礎的建模操作開始，一步一步地引導讀者完成一個完整的壓力容器分析流程。書中大量的圖示和清晰的文字解釋，讓我這個初學者也能夠理解復雜的概念。我特彆喜歡書中對於不同分析場景的案例解析，例如不同形狀的封頭、不同類型的接管如何建模和分析，以及如何根據具體的工況來設置相應的載荷和約束。最讓我感到驚喜的是，書中還詳細講解瞭ANSYS在進行強度計算時的各種功能和選項，以及如何正確地理解和應用這些計算結果。它不僅僅是教你如何“操作”軟件，更重要的是教會你“如何思考”和“如何判斷”，這對於建立紮實的工程分析基礎至關重要。這本書讓我對壓力容器的設計分析工作充滿瞭信心，也讓我看到瞭在這一領域進一步深造的可能性。

評分☆☆☆☆☆

9 校核法蘭的轉角

評分☆☆☆☆☆

《萬水ANSYS技術叢書：壓力容器全模型ANSYS分析與強度計算新規範》是《壓力容器ANSYS分析與強度計算》一書的姊妹篇。

評分☆☆☆☆☆

第3節 小結

評分☆☆☆☆☆

8 許用應力、安全係數

評分☆☆☆☆☆

書本質量很好

評分☆☆☆☆☆

4 一般規定

評分☆☆☆☆☆

附錄A （必須遵守的）

評分☆☆☆☆☆

第14章 HDPE産品齣料罐全模型ANSYS分析

評分☆☆☆☆☆

第1節 概述