基于ABAQUS压力容器有限元接触分析.pdf

第 4O卷 第 2期 石 油 化 工 设 备 Vo1．40 NO．2 2011年 3月 PETRO-CHEMICAIEQUIPMENT M ar．2O11 文章编号 ：i000—7466(2011)02—0035—05 基于 ABAQUS的压力容器有限元接触分析 黄小光 ，韩 忠英 (中国石油大学 储运与建筑工程学 院 ，山东 东营 257061) 摘要 ：基于ABAQUS／CAE建立压力容器的有限元模型，利 用软件提供的接触算法，形成压力容 器各部件之 间的主一从接触对 。通过分步加载模拟 了卡箍螺栓预 紧和加压过程 中容器各部件 的应 力分布情况。结果表 明，各部件的最大应力均 出现在应力集中部位 。将该结果和用ASME方法计 算得到的危险断面的Mises当量应力进行 了比较 ，比较结果显示二者非常接近 。 关键词 ：压力容器；ABAQUS；应力集中；接触对 中图分类号 ：TH049；TB 115 文献标志码 ：A ContactAnalysisofPressureVesselBasedonABAQUS HUANG Xiao-guang，HAN Zhong-ying (CollegeofStorage TransportationandArchitecture，ChinaUniversity ofPetroleum ，Dongying257061，China) Abstract：ThefiniteelementmodelofpressurevesselwasestablishedinABAQUS／CAE．Byu— singthecontactarithmeticofsoftware，themaster—slavecontactpairswereestablished．M ulti— stepskillwasusedtosimulatethestressdistributionofallpartsattheprocessesofpre—tightening andpressuring．Theresultsshow thatthemaximum stressesofallpartsappearedatthestress concentrationposition．TheMisesequivalentstressesatrisk sectionsofallpartsinthisanalysis arecomparedwith which calculatedbyASME method，and thecomparisonsshow theirgood a— greem ent． Keywords：pressurevessel；ABAQUS；stressconcentration；contactpair 压力容器在石化 、能源、科研和军工等国民经济 性接触 问题 。接触 问题经常涉及 由大变形引起的材 的各个部门都有着十分广泛的应用 ，因此 ，压力容器 料非线性和几何非线性 ，还有接触界面的非线性 。 设计和运行的可靠性尤为重要 。对压力容器进行正 接触界面的非线性主要源于两个方面 ：① 接触边界 确的应力分析是压力容器设计 的关键环节，这对其 的非线性。接触边界条件 (包括接触界面大小、相互 设计、制造和安全使用有直接影响。但是 ，传统的压 位置及相应的接触状态)不是在计算 的开始就可 以 力容器设计方法只是通过简单的计算以及对制造工 全部给出的，往往需要在求解过程 中进行确定 。② 艺、结构安装 、使用运行等采取一系列强制规定或根 接触条件的非线性 。接触条件包括接触物体不能相 据经验采取相关措施来保障压力容器 的安全 ，并没