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如何用ANSYS驗證NOZZLE Pro壓力容器管口（接管）分析結果

時間：2021-08-09 來源：歐標美標壓力容器設計瀏覽：

孫工又抽時間做了筒體上開孔（接管）的對比；上次說的鍛件管的對比我還沒整理（和接管的精度比差的有點多）。

不只有朋友跟我說ANSYS和NOZZLE Pro計算結果對不上，NOZZLE Pro結果明顯偏小。幾年之前我曾看過ANSYS和NOZZLE Pro計算結果對照，ANSYS用的應該是殼單元，情況還不錯，最近看到的用ANSYS實體單元和NOZZLE Pro的計算結果對照也不錯。為什么幾個朋友自己做的驗證對不上呢？那就自己做一把看看。

開始果然是對不上，真的差好多，通過對NOZZLE Pro計算結果動畫的反復觀察，可以大致確定NOZZLE Pro中筒體開孔接管模型邊界條件和載荷施加方法如下：

（1）筒體的固支端限定3個位移自由度，另外一端筒體限定筒體徑向加環(huán)向位移；

（2）接管端部壓力產生的拉力推力和管口載荷是通過類似WB中剛性遠端力施加的，這一點很關鍵，因為通常是采用可變形遠端力施加。NOZZLE Pro這種做法可能考慮管法蘭或者實際接管較長的情況。

（3）經過褚工之前的驗證可以確定，NOZZLE Pro中用設計壓力+Weight欄管口載荷計算PL，用操作壓力+Operating欄管口載荷計算一次加二次應力；操作壓力+(Operating-Weight)欄管口載荷計算峰值應力強度。操作壓力不輸入時自動等于設計壓力。

一般情況下壓力容器管口局部應力校核應當是輸入壓力，Operating欄與Weight欄輸入管口載荷，這種輸入方法管口載荷不參與疲勞，因為Operating-Weight =0，所以，非疲勞情況這種做法完全符合壓力容器設計專業(yè)的要求。如果需要校核疲勞，那就輸入壓力和Operating欄管口載荷（或者壓力和Weight）再算一次就可以了。

（4）ANSYS采用SOLID185，沿厚度6層，同樣的忽略焊腳，接管和筒體連接處網格加密。通過網格加密計算比較可以確定Mises線性化后的PL 和PL+Pb+Q收斂，通過與同網格密度高階單元（SOLID186）計算結果的比較，可以確定網格密度足以保證PL 和PL+Pb+Q 結果收斂。

ANSYS和NOZZLE Pro計算結果匯總如下，二者差距不大，完全可以滿足工程設計精度要求。