压力容器有限元技术设计方法探讨(共4418字).doc

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1、压力容器有限元技术设计方法探讨(共4418字)摘要：压力容器设计，是设备后续应用安全化、稳定化的保障性条件。基于此，文章结合有限元技术与压力容器的相关理论，着重从宏观设计、模型构建等方面，探究基于有限元技术的压力容器设计要点，以达到明晰设计规划因素，推进压力容器生产测量方式科学调节的目的。关键词：有限元技术；压力容器；设计方法压力容器，是当代工业生产中最主要的辅助操控设备，它具有基础性、科学性、以及多元性等特征。为了确保压力容器在日常应用中的作用得到充分发挥，除了针对设备操控的一般流程进行安全防护，也需要从容器自身设计视角上寻求防护要点，而满足后者的实践条件，就是要在资源设计与开发过程中进行技

2、术因素的优化。1有限元技术与压力容器概述1.1有限元技术有限元，是数学中采用求解偏微积分方程边值问题近似解的数值技术1。有限元求解过程中对问题区域进行分解，每一个区域都分割为简单的构成部分，其结构结可以称作是有限元2。一般来说，有限元区间中包含了多重处理方法，它可以在众多区域范围之内寻找到一个合理的近似值，并进一步得到可以满足条件的平衡值，其过程就是有限元分析形态。有限元技术在压力容器设计中的应用等，就是典型的有限元技术运用形态。1.2压力容器的作用及分类压力容器，是指用于盛装气体或者液体，能够承载一定压力的密闭设备，它在当代工业、民用、军用等领域均发挥着不可忽视的作用3。随着压力容器的应用范

3、围逐步拓展，压力容器的种类也在不断增加，结合当前设备应用的基本状况，可将其分类方式归纳如下：(1)应用作用划分。压力容器可区分为反应压力、换热类、分离类、以及保压类四种；(2)依据压力等级划分。容器可分为低压、高压、超高压三类。2基于有限元技术的压力容器设计方法2.1压力容器设计宏观概括压力容器设计时，应先依据压力容器模型特点进行设计，再结合制作商的要求进行容器调节。结合当前工业生产的基本状况，需要在整体设计与施工前对相关容器的特征进行分析：(1)压力容器表层可承受压力最大值为15MPa，钢板厚度应在23mm之间，压力容器几何大小与上限参数的乘积应30mm，材料日常应用过程中的最大弯曲度为34

4、5MPa，弹性模量可表示为E=206GPa，容器生产与操控的泊松比值应为=0.44；(2)运用有限元对钢板参数的唯一结果进行判断，并要对应分析满足容器几何大小(R1)与上限参数(H1)之间的关系，相应给予评判与综合探讨。运用有限元分析法对压力容器部分的基本情况进行评判和分析，首先是要明确压力容器生产与控制的基本标准，按照要求分析压力容器生产的基本条件。其次是做好压力容器各个部分因素之间的关系定位，并相应评估有限元的基本标准，最终确定变值最佳应用条件。2.2利用有限元构建数学模型压力容器设计与调节的过程，主要是按照压力容器内壁薄厚、容器大小等条件的设定，将容器压力调控的比值调整到最大。结合以上关

5、于压力容器的基本情况，可将计算与分析的函数模型整合如下：V=4/3R12(H1-R1)。为了确保压力容器设计与计算在有限元分析时，可以将后续有限元计算值控制到最优，一般按照压力容器在1/4标准下进行生产操控，而此时为了保障基础有限元设计结果，一般会选择借助计算机公式求最小值，也就是我们所说的，压力容器可承载压力的最低值。压力容器设计与开发过程中，为适应社会发展的需要，进行压力容器计算与分析期间，容器设计人员首先设定了一个原始函数目标，又增加了一个数据计算指标，两者运用有限元进行分析时，可依据原有函数目标对其做出正负判断，最终即可实现目标函数参数因素的对比，进而确定压力容器设计的数据变化空间。比

6、如，某工业生产技术综合操作过程中，为确保后续记录数据与实际生产相互对应。实际生产与操作期间，就在数据模型生产与操作部分，利用有限元对压力容器可承载压力的能力、以及压力变量控制范围等情况进行分析，本次压力容器评定的基本模型计算集合分为概括为V(A)=RH7。其中“V”表示压力容器可承载值，“R”“H”分别表示模型设计与优化结果。对应分析后，可得到压力容器分析的标准值，此时对应分析“A”与“R”“H”之间的关系。当H-R30时，表示压力容器做功的基本状态相对稳定，压力容器数学建模分析的基本状态达到了最佳。压力容器借助有限元进行记录研究时，为避免压力生产与操作管理效果与实际不相适应的问题出现，在有限

7、元建模研究时，一方面是要对压力容器建模指标进行评估，另一方面是要从建模生产与掌控的基本环节入手，这样方可确保压力容器利用有限元所构建的模型达到协调的状态。2.3压力容器有限元分析有限元在压力容器中的应用，主要是依据压力容器生产设计厚度、大小、以及节后协调程度等方面的指标，进行压力容器生产因素设计。其一，压力容器设计与运作过程中，有限元可在局部未知数分析期间，对压力容器正常运行状态之下的内壁要求、压力大小、对称轴压力承受能力要求等方面做出相应判断。其二，有限元对压力容器进行分析时，主要是在模拟软件环境下，将压力容器看作是一个球面圆柱结构，然后进行4等、或者8等分后，再局部进行压力容器实体的运行探

8、究，这一部分是从压力容器的内壁厚度要求层面入手把握。图1为压力容器在有限元中设定结构图，按照空间坐标标准，分别设定X、Y、Z轴。X轴上的数据表示选择单元部分的压力容器大小的变化，Y表示压力容器材料厚度部分的调整变化，而Z轴则表示压力容器中内侧半径和外侧半径之间的差值。如果压力容器有限元分析后，各个坐标轴上的压力数据保持相对一致的状态，说明此时压力容器设计结构实现了最优安排。反之，有限元计算数据相对突出的部分表示存在着问题，勘察人员需要与之对应进行调节。实验中有限元进行压力容器调节期间，当压力容器的最大值位于变形量控制顶端时，表明压力容器得到的技术分析值最优，此时数据计算值为0.039mm。而压

9、力容器同方向上的压力值在163.21MPa的状态时，压力容器的上方压力承载能力最佳，当Z轴上的应力为141.07MPa时，压力容器简桶压力中心值最高，此时压力值的大小调节时，就可以依据压力容器控制的基本要领，实行材料艺术控制指标的对应安排与有序式调节。有限元技术在压力容器设计中的应用，可确保结合压力容器生产中的基本参数因素，实行各项分析条件的对应掌控与最优化把握。它不仅从压力容器整体应用视角上给予了相应反馈，还为压力容器中相关影响因素分析给予了精准性标准。2.4有限元后续优化有限元技术之所以在当代压力容器后续应用过程中得到了有序运用，一方面是运用有限元对反应容器中的相关条件给予了精准性计算，一

10、方面是借助有限元进行压力容器的相应评估。在以上关于有限元应用与压力容器设计中，关键点方面已经给予了对应分析，这里将不再进行赘述。另一方面，有限元技术在压力容器中的应用，也实现了结合压力容器的基本结构，对压力容器设计中不够协调的领域进行了后续优化调整的空间。其一，有限元技术在后续生产与操控过程中，先按照压力容器设计数据，实行压力容器内测定参数值的定位，然后在可变动数据范围之内，确定压力容器的设计变化空间。如果前期设定参数与后续压力容器之间的关联不相适应，说明压力容器参数在变动范围内，可以相应进行变动参数区间范围之内调整，从而在模式设计与控制变量范围之内，重新进行数据信息值的反馈和评估。而数据体积

11、函数选定目标区域后，内部循环操控的具体结构之内，也始终保持着目标函数可调节、可优化的控制状态。与传统的一次性确定压力容器控制方法相比，有限元函数操控领域的可控制性更强，生产运用的安全保障效果也较高。其二，设计变量压力调节与综合控制过程中，设计变量处于最大值、或最小值的状态时，压力容器的参照优化与处理方式层面，依旧保持着设计结构优化，压力容器外部调控因素相互协调的状态。比如，某压力容器运用有限元技术分析后，得到一个最优控制值，最低控制值。运用模拟程序进行压力容器操控分析过程中，技术人员可先将压力容器数值控制到最小，内壁控制数据结果达到最低。如果压力容器水平、垂直方向的压力强度能够保持平衡，说明此

12、时压力容器的控制效果可达到相对稳定的状态，而压力容器模拟测验时，其中相关数据不能达到最优状态，设计人员可逐一按照设计要求，对压力容器的反应情况进行相应性评价，直到压力容器可承载的压力结果达到最佳。基于有限元技术的压力容器设计与分析过程，主要是借助压力容器结构体系，对容器在何种状态之下压力容器做功效果最佳进行分析，它为压力容器设计方案的调整提供了足够的可变动空间。同时，基于有限元技术的压力容器设计过程中的运用，也实现了结合压力容器操作的基本需求，调节压力容器灵活度的效果。综上所述，基于有限元技术的压力容器设计方法分析，是当代工业生产技术手段应用不断更新的理论归纳。在此基础上，本文通过压力容器设计

13、宏观概括、利用有限元构建数学模型、压力容器有限元分析、有限元后续优化等方面，探究压力容器设计有限元分析方法。因此，文章研究结果，将为国内压力容器生产技术创新提供新视角。参考文献：1庄亚平，马柏松.反应堆压力容器屏蔽组件设计改进J.核动力工程，2020,41(5):185-188.2柳迅.设计责任人在压力容器制造企业中的重要作用J.价值工程，2020,39(14):51-52.3陈梦诗.浅谈金属压力容器制造过程中局部无损检测抽查方案设计J.中国设备工程，2020(09):142-143.4汪琴.基于有限元技术的压力容器设计方法研究J.广州化工，2015,43(14):178-180.第 8 页 共 8 页