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如何用ANSYS验证NOZZLE Pro压力容器管口（接管）分析结果

时间：2021-08-09 来源：欧标美标压力容器设计浏览：

孙工又抽时间做了筒体上开孔（接管）的对比；上次说的锻件管的对比我还没整理（和接管的精度比差的有点多）。

不只有朋友跟我说ANSYS和NOZZLE Pro计算结果对不上，NOZZLE Pro结果明显偏小。几年之前我曾看过ANSYS和NOZZLE Pro计算结果对照，ANSYS用的应该是壳单元，情况还不错，最近看到的用ANSYS实体单元和NOZZLE Pro的计算结果对照也不错。为什么几个朋友自己做的验证对不上呢？那就自己做一把看看。

开始果然是对不上，真的差好多，通过对NOZZLE Pro计算结果动画的反复观察，可以大致确定NOZZLE Pro中筒体开孔接管模型边界条件和载荷施加方法如下：

（1）筒体的固支端限定3个位移自由度，另外一端筒体限定筒体径向加环向位移；

（2）接管端部压力产生的拉力推力和管口载荷是通过类似WB中刚性远端力施加的，这一点很关键，因为通常是采用可变形远端力施加。NOZZLE Pro这种做法可能考虑管法兰或者实际接管较长的情况。

（3）经过褚工之前的验证可以确定，NOZZLE Pro中用设计压力+Weight栏管口载荷计算PL，用操作压力+Operating栏管口载荷计算一次加二次应力；操作压力+(Operating-Weight)栏管口载荷计算峰值应力强度。操作压力不输入时自动等于设计压力。

一般情况下压力容器管口局部应力校核应当是输入压力，Operating栏与Weight栏输入管口载荷，这种输入方法管口载荷不参与疲劳，因为Operating-Weight =0，所以，非疲劳情况这种做法完全符合压力容器设计专业的要求。如果需要校核疲劳，那就输入压力和Operating栏管口载荷（或者压力和Weight）再算一次就可以了。

（4）ANSYS采用SOLID185，沿厚度6层，同样的忽略焊脚，接管和筒体连接处网格加密。通过网格加密计算比较可以确定Mises线性化后的PL 和PL+Pb+Q收敛，通过与同网格密度高阶单元（SOLID186）计算结果的比较，可以确定网格密度足以保证PL 和PL+Pb+Q 结果收敛。

ANSYS和NOZZLE Pro计算结果汇总如下，二者差距不大，完全可以满足工程设计精度要求。