基于ANSYS2019R2软件的应力线性化及分析结果查看

1．压力容器变形

①执行“Main Menu”→“General Postproc”→“Results Viewer”，弹出“Results Viewer”对话框，如图6.35所示。

图6.35　“Results Viewer”对话框

②在“Results Viewer”对话框中，选择“Choose a result item”下拉框中的“Nodel Solution”→“DOF Solution”→“Displacement vector sum”，然后单击“Plot Results”按钮，显示出压力容器的变形云图，如图6.36所示。

图6.36　压力容器的变形图

从图中可以看到最大应变为4.05 mm。

③执行“Main Menu”→“General Postproc”→“List Results”→“Nodal Solution”，弹出“List Nodal Solution”对话框，如图6.37所示。

图6.37　“List Nodal Solution”对话框

④在弹出的“List Nodal Solution”对话框中，执行“Nodal Solution”→“DOF Solution”→“Displacement vector sum”，然后单击“OK”按钮，得到如图6.38所示的压力容器部分节点的应变值。

图6.38　压力容器部分节点的应变值

2．压力容器应力强度

①在“Results Viewer”对话框中，选择“Choose a result item”下拉框中的“Nodel Solution”→“Stress”→“Stress intensity”，然后单击“Plot Results”按钮，显示出压力容器的应力强度云图，如图6.39所示。

图6.39　应力强度云图

从图中可看到，最大应力强度为297 MPa。

②在弹出的“List Nodal Solution”对话框中，执行“Nodal Solution”→“Stress”→“Stress intensity”，然后单击“OK”按钮，得到如图6.40所示的压力容器部分节点的应力强度值。

图6.40　压力容器部分节点的应力强度值

3．压力容器等效应力

①在“Results Viewer”对话框中，选择“Choose a result item”下拉框中的“Nodel Solution”→“Stress→“von Mises stress”，然后单击“Plot Results”按钮，显示出压力容器的等效应力云图，如图6.41所示。

图6.41　等效应力云图

从图中可看到，最大等效应力为258 MPa。

②在弹出的“List Nodal Solution”对话框中，执行“Nodal Solution”→“Stress”→“von Mises stress”，然后单击“OK”按钮，得到如图6.42所示的压力容器部分节点的等效应力值。

图6.42　压力容器部分节点的等效应力值

4．压力容器的内部显示

（1）压力容器部分单元的隐藏

执行“Utility Menu”→“Select”→“Entities…”，弹出“Select Entities”对话框，如图6.43所示。在下拉菜单中选择“Elements”，单击“OK”按钮，弹出“Select elements”对话框，如图6.44所示。选中“Pick”项，选择的方式为“Box”，然后框选一半的模型网格，单击“OK”按钮，再单击显示“Raise Hidden”（隐藏按钮），会再次显示出“Select Entities”对话框，单击“Plot”→“Replot”按钮，页面显示出模型的内部。

图6.43　“Select Entities”对话框

图6.44　“Select elements”对话框

（2）压力容器内部

压力容器内部的变形云图、应力强度云图和等效应力云图分别如图6.45～图6.47所示。从图中可看到，产生应力集中的部位在下封头和下封头结构发生变化处。

图6.45　压力容器内部变形云图

图6.46　压力容器内部应力强度云图

图6.47　压力容器内部等效应力云图

（3）上封头

上封头的变形云图、应力强度云图和等效应力云图如图6.48～图6.50所示。

图6.48　上封头变形云图

图6.49　上封头应力强度云图

图6.50　上封头等效应力云图

（4）下封头

下封头的变形云图、应力强度云图和等效应力云图如图6.51～图6.53所示。

图6.51　下封头变形云图

图6.52　下封头应力强度云图(www.xing528.com)

图6.53　下封头等效应力云图

由上、下封头应力云图可以看到，最大应力出现在下封头，因上、下封头的材料都为SA336，则下封头满足强度要求，上封头也一定满足。

在内部应力云图中可以看到，上、下封头各有一个高应力强度区：

①筒体与下封头连接部位内表面，最大应力强度值为297 MPa。

②上封头壁厚突变处，最大应力强度值为220 MPa。

5．应力线性化

（1）定义路径

通过应力强度最大节点，并沿节点法向设定线性化路径。

1）定义上封头。

上封头通过最大应力节点设定路径为1-1（筒体与半圆球形封头连接部位）。

①定义1-1路径。

执行“Main Menu”→“General Postproc”→“Path Operations”→“Define Path” →“By Nodes”，弹出“By Nodes”拾取框，如图6.54所示。鼠标选取筒体与半圆球形封头连接部位内、外表面各一个节点，单击“OK”按钮，弹出“By Nodes”对话框，如6.55所示。在“Define Path Name”栏内输入“1-1”，单击“OK”按钮，出现“PATH Command”对话框，如图6.56所示。单击“File”→“Close”，完成了1-1路径的定义。

图6.54　“By Nodes”拾取框

图6.55　“By Nodes”对话框

图6.56　“PATH Command”对话框

②显示1-1路径。

执行“Main Menu”→“General Postproc”→“Path Operations”→“Plot Paths”，显示出1-1的路径，如图6.57所示。

图6.57　1-1路径

2）定义下封头。

下封头通过最大应力节点设定路径为2-2（上封头壁厚突变处）。

使用1-1的定义方法可定义2-2路径（上封头壁厚突变处），如图6.58所示。

图6.58　2-2路径

（2）上封头应力线性化

1）向1-1路径上映射数据。

单击“Main Menu”→“General Postproc”→“Path Operations”→“Map onto Path”，弹出“Map Result Items onto Path”对话框，如图6.59所示。在“User label for item”栏内输入“Stress”，在“Item to be mapped”的左框内选择“Stress”，在右框内选择“Intensity SINT”，单击“OK”按钮。

图6.59　“Map Result Items onto Path”对话框

2）图形显示1-1路径上的应力线性化结果。

单击“Main Menu”→“General Postproc”→“Path Operations”→“Linearized Strs”，弹出“Path Plot of Linearized Stresses”对话框，如图6.60所示，单击“OK”按钮，获得如图6.61所示的应力线性化结果。

图6.60　“Path Plot of Linearized Stresses”对话框

图6.61　1-1路径的应力线性化结果

3）列表给出1-1路径上的应力线性化结果。

单击“Main Menu”→“General Postproc”→“Path Operations”→“List Linearized”，弹出“List Linearized Stresses”对话框，如图6.62所示。单击“OK”按钮，弹出“PRSECT Command”对话框，如图6.63所示。选择“File”→“Save as”，保存线性化结果，然后选择“File”→“Close”，退出“PRSECT Command”对话框。

图6.62　“List Linearized Stresses”对话框

图6.63　“PRSECT Command”对话框

4）1-1路径应力线性化结果如下所示。

（3）下封头应力线性化结果

1）图形显示2-2路径上的应力线性化结果。

使用1-1的操作方法，可获得2-2路径的应力线性化结果，如图6.64所示。

图6.64　2-2路径的应力线性化结果

2）列表给出2-2路径上的应力线性化结果，如图6.65所示。

图6.65　“PRSECT Command”对话框

3）2-2路径应力线性化结果如下所示。