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2024年3月28日发(作者：spaceclaim)
第５０卷第５期
２０１３年ｌＯ月
化工没誓与誓啦
、，ｏ１．５０ Ｎｏ．５
ｏｃｔ．２０１３
ＰＲＯＣＥＳＳ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＰＩＰＩＮＧ
利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ提高ＡＮＳＹＳ有限元分析效率
何青
（上海森松混合技术工程装备有限公司，上海２００１３７）
摘要：ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ和ＡＮＳＹＳ软件都可以建模和应力计算，ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ具有建模速度快的特点，而ＡＮｓＹｓ
划网格及计算功能相对强大，但在压力容器设计中通常采用ＡＮＳＹＳ进行应力计算。在同一设计条件下，
分别采用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ和ＡＮＳＹＳ进行应力分析对比，所得计算结果非常相近。因此在初期方案设计中，可以
采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ进行应力计算，更改模型是非常便捷的；需要对应力强度值进行分解时再采用ＡＮＳＹＳ进
行应力分析，这样可以提高工作效率；如果想得到更精确的计算结果，采用ＡＮＳＹＳ软件中的ＩＣＥＭ￣＇ｊ分全
六面体网格是更好的选择。
关键词：软件；应力分析；比较
中图分类号：ＴＱ ０５０．２；ＴＨ １２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—３２８１（２０１３）０５—００２４．００４
压力容器属于特种设备，在设计时既要满足耐 结构设计是否合理的定性问题。ＩＣＥＭ具有强大的网
格划分功能，能够对复杂的模型划分全六面体网格。
压、耐温、耐腐蚀等工艺要求，也要保证安全性、合
理性、经济性等要求。设备结构设计的安全性是非
常重要的，ＧＢ １５０．３—２０ｌ１中给出了压力容器基本
受压元件的计算公式，ＨＧ ２０５８２也给出了超出ＧＢ
１５０．３标准所列公式之外的计算方法，还有Ｄｅｎｎｉｓ
Ｒ．Ｍｏｓｓ编著的《压力容器设计手册》力求列举各种
本文以压力容器切向接管局部应力分析为例（设计参
数见表１），用三种软件进行分析，为压力容器的结
构设计提供一个思维更为广阔的计算途径。
ｉ薯 ｜｜。 ｜
｜｜ 警｜ ｜Ｔａｂｌｅ Ｉ
项目
设计压力／／ｖｌＰａ
设计温度／￣Ｃ
请参数
啦 ｓ＾眺
参数
０－３５
计算方法来解决实际遇到的各种结构，但是由于实际
情况比较复杂，有些特殊的结构不可能完全用理论
公式计算出来，且有些计算公式计算结果过于保守，
因此在实际设计的过程中，还必须用一些计算机辅助
软件模拟真实工况进行应力分析计算。
目前，有很多适用于压力容器设计计算的计
算机辅助软件，例如ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ、ＡＮＳＹＳ经典版、
Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ、ＩＣＥＭ等。压力容器行业目前比较权威
的应力分析软件是ＡＮＳＹＳ经典版，ＡＮＳＹＳ软件是
１２０
Ｉ．Ｄ．３７００×ｌＯｔ
简体尺寸／ｍｍ
／ｍｍ
加强板尺寸（嵌在简体里）
２２８０（长轴）×１４４０（短轴）￣２２ ｔ
（椭圆）
０．Ｄ．６１０×１６ ｔ
３ ０００
ＳＡ．２４０ ３ｌ６Ｌ
接管尺寸／ｍｍ
简体长度／ｍｍ
材料
１ 基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的有限元分析
１．１ 用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ进行三维建模
ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ三维造型步骤如下：
国际流行的大型通用商业有限元分析软件，功能强
大，应用广泛，但是该软件结构庞大，对结构较为
复杂的容器进行应力分析计算时，建立三维模型的操
作比较繁琐，对其他专业三维软件生成模型的识别也
有诸多限制，而且ＡＮＳＹＳ自动划分网格时难以便捷
地实现全六面体网格划分。ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ是专业的三维
（１）创建筒体横截面草图，拉伸生成简体。
（２）创建筒体嵌入式加强板的工作平面，创建
加强板草图，包覆生成加强板。
（３）创建接管横截面草图，拉伸生成接管。实
收稿Ｅｔ期：２０１３—０２—２６
设计软件，在发展中也逐步将工程分析的思想引入该
软件，但是该软件有限元分析功能中对于实体只能划
分四面体单元网格，在某些场合会造成计算结果的精
度不够的问题，但也可以帮助设计者快速地判定某种
作者简介：何青（１９６９一），女，四川泸州人，工程师。从事化
工设备设计的审核。
２０１３年１０月 何青－并０用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ提高ＡＮＳＹＳ有限元分析效率 ２７
（２）ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ操作方便，可以对特征和草图
参考文献
陈超祥，叶修梓．ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ基础教程［Ｍ］．北京
机械工业出版社，２０１０．
进行动态修改，可以用于模型前期初步校核，需要精
确分析时再用ＡＮＳＹＳ做进一步分析。
（３）ＩＣＥＭ划分的全六面体网格计算精度高，对
于局部复杂结构需要精确分析时，难以用ＡＮＳＹＳ划
ｉｄｗｏｒｋ著．ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ高级教程（２００９版）［Ｍ］．
［２］
Ｓｏｌ
【美】北京：机械工业出版社，２００９．
［３】
高耀东．ＡＮＳＹＳ机械工程应用精华３Ｏ例【Ｍ】．北京：电子工
业出版社，２０１０．
［４】
余伟炜，高炳军．ＡＮＳＹＳ在机械与化工装备中的应用（第
分出全六面体网格，可以先用ＩＣＥＭ划出全六面体网
格，再用ＡＮＳＹＳ做计算后处理。
（４）充分利用三个软件的优点，利用ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ
建模，进行前期的应力分析，得到理想的模型后再导
二版）【Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２０１０．
［５］
纪兵兵，陈金瓶．ＡＮＳＹＳ ＩＣＥＭ ＣＦＤ网格划分技术实例详
人ＩＣＥＭ划分全六面体网格，再用ＡＮＳＹＳ分析计算
和线性化处理，这样可以避免在ＡＮＳＹＳ中多次重复
修改模型，提高了工作效率。
解［Ｍ］．北京：中国水利水电出版社，２０１２．
［６］
丁源．ＡＮＳＹＳ ＩＣＥＭ ＣＦＤ从入门到精通［Ｍ］．北京：清华大
学出版社，２０１２．
Ｕｓｅ ｏｆ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ ｔｏ Ｅｎｈａｎｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｆＡＮＳＹＳ
ＨＥ Ｑｉｎｇ
（Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍｏｒｉｍａｔｓｕ Ｍｉｘｉｎｇ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００１３７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｏｔｈ Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ ａｎｄ ＡＮＳＹＳ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ ｈａｓ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｅａｓｉｌｙ
ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｗｉｔｈｉｎ ｓｈｏｒｔ ｔｉｍｅ，ｗｈｉｌｅ ＡＮＳＹＳ ｈａｓ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｓｔｒｏｎｇｅｒ ｇｒｉｄ ｆｏｒｍｉｎｇ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｉｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅ ｖｅｓｓｅｌ，
ＡＮＳＹＳ ｉｓ ｍｏｒｅ ｏｆｔｅｎ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｓｔｒｅｓｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｄｅｓｉｇｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗｅｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ ａｎｄ ＡＮＳＹＳ，ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｍａｔ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｒｅ ｑｕｉｔｅ ｃｌｏｓｅｄ．Ｔｈｕｓ，ａｔ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｓｔａｇｅ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ，
Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓｅｓ．ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｉｉｃａｔｆｉｏｎ ｏｆ ｍｏｄｅ１ ｉＳ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ｉｓ
ｎｅｅｄｅｄ，ＡＮＳＹＳ ｃａｎ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｒａｉｓｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｅｆｉｃｉｆｅｎｃｙ．Ｉｆｍｏｒｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｈｏｐｅｄ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ，ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆｐｒｏｇｒａｍ ＩＣＥＭ
ｉｎ ＡＮＳＹＳ ｔｏ ｆｏｒｍ ｗｈｏｌｅ ｈｅｘａｈｅｄｒｏｎ ｇｒｉｄ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｃｈｏｉｃｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｆｔｗａｒｅ；ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ
２０１ ４年《轻工机械》征订启事
《轻工机械》杂志系：中国科技论文统计源期－／４（中国科技核心期－／０），创刊于１９８３年，由中国轻工机械协会、
中国联合装备集团有限公司与轻工业杭州机电设计研究院联合主办，是一份在国内有较高影响力、历史悠久的轻工
机械领域的专业性科技期刊。以报道轻工机械、自动化技术、机电一体化、工艺设计及其应用为特色。
双月刊，大１６开，每册定价１０．００元，全年６０．００元。
邮局订阅（代号３２．３９），也可直接向本编辑部邮购（另加邮费２元／本）。
编辑部地址：杭州体育场路７１号 邮编：３１０００４
电话：（０５７１）８５１８６１３０ ８５１８７５２０ ｈｔｔｐ：ｌｌｗｗｗ．ｑｇｊｘｚｚ．ｃｏｒｎ
Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｇｊｘｚｚ＠ｍａｉｌ．ｈｚ．ｚｊ．ｃｎ或ｑｇｊｘｚｚ＠１６３．ｃｏｒｎ
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