现代计算机软件在压力容器计算上的应用.pdfVIP

第41卷 第 1期 山 西 建 筑 Vo1．41No．1 2015年 1月 SHANXI ARCHII CTURE Jan． 2015 ·43 · 文章编号：1009—6825(2015)01—0043—03 现代计算机软件在压力容器计算上的应用 于 晖 张 莉 姚 迪 (中国核 电工程有限公司，北京 100840) 摘 要：在经典弹性力学的基础上，将现代化的计算机软件(MAPLE，MATLAB和ANSYS)运用到柱状容器在轴对称温度场作用下 的热应力计算中，并将三种计算机软件获得的计算结果与经典弹性力学计算结果进行对比，对比结果显示：现代计算机软件的计 算结果与经典弹性力学的计算结果非常吻合 ，可以有效的提高计算的效率和精度。 关键词：MAPLE，MATLAB，ANSYS，柱状容器，高温作用 中图分类号：TP316 文献标识码：A 0 引言 方程组所对应的边界条件为：在高温作用下柱状容器 内壁和 本文将在经典弹性力学 的基础上结合现代计算中的解析 外壁的径向受力为零。 解软件 (MAPLE，MATLAB)和仿真计算软件 (ANSYS)进一步讨论 即： f… =0和ro r=b=0。 完善关于柱状容器在轴对称温度场作用下的热应力计算与分析， 通过上述计算公式的推导，将工程结构的计算转化为数学方 其中的MAPLE和 MATLAB适用于解析解计算而ANSYS适用于 程组 的求解 ，由此我们可 以通过现代计算机软件 MAPLE和 有限元仿真计算。为柱状容器的计算提供便捷 、可信 的计算方法 MATLAB快速、高效的解决此类计算。 和途径。 柱状容器在轴对称温度场作用下的应力平面分析图见图1。 1 柱状容器的受力分析 Z ‘ 柱状容器在温度作用下(假设内部温度高于外部温度)，主要 承受环向应力or径向应力or，和竖向应力ro：的作用 (见图1)。 由文献[2]可知同性同向材料 (E，”)的物理方程如下所示： s， = r鲁百～～’警·一一’考·+ ‘ L() s。 = 。警百一一詈·百‘一”’詈·百+ · L(2) ： 詈百一”鲁百一。普·i+· L(s) 几何变形方程： ．r (4) 图1 柱状容器在轴对称温度场作用下的应力平面分析图 图1中，口，b分别为简体的内、外半径 ；rO为弹性状态下的中 将式 (2)求导后可得 ： 性层半径；T(r)，分别为温度场，温度 ；E为弹性状态下的弹性模 = (1一”)导()一(”+”)导()+(1+”)导(。) 量；为弹性状态下的 自松 比；ro，(r)为弹性状态下的径向应力 ； ro(r)为弹性状态下的环向应力；roz(r)为弹性状态下的竖向应力。 (5) 将式(1)，式(2)，式 (5)代入到式(4)中，得到最终的变形公 2 软件MAPLE的计算结果 式如下： MAPLE是W