输入条件
压力容器有关模型及材料数据，接触连接关系，筒端固定约束，温度及设计压力。
仿真流程
结果与效果
✓罐体模型更改前后的变形云图。变形量由19.8mm降低至5mm。
✓通过方案分析对比，改进方案消除了较大的异常变形，方案合理。
输入条件
压力容器三维模型，接触连接关系，内压、风、雪载荷。
仿真流程
结果与效果
✓定量分析球罐在自重、内压、风压、雪压及地震波共同作用下的应力分布和变形。
✓有效预测结构设计中的薄弱环节，作为安全性等性能的评价指标。
输入条件
几何模型、外压
仿真流程
结果与效果
✓全模型与1/2 模型计算所得临界压力均为1.24MPa ，这是由于在侧向外压作用下，圆筒仅沿圆周方向失稳，轴向对称面不会影响失稳时非对称突变。
✓采用特征值法可以有效计算其失稳模态。
• 设计中的难点
‐ 井下操作一般是在高温高压性进行，如何在高压情况下（15~20kpsi）提高井的密封性是工程师关注的问题
‐ 在密封时涉及弹性体和金属密封件的大非线性变形
‐ 磨损后在流体压力过高的情况下容易产生泄露
• Ansys技术方案
‐ 通过Ansys Mechanical强大的非线性结构求解器来了解密封压力，从而改进高温、高压下密封设计；通过接触进行流体压力泄漏研究，能有效防止因漏油引起的大规模环境灾害
‐ 通过Ansys CFD预测泄露物的扩散
• 推荐Ansys模块
‐ Ansys Mechanical Enterprise + Ansys CFD Premium
• 设计中的难点
- 螺栓连接的准确评估对于确保承压和承重组件的可靠运行至关重要
• Ansys技术方案
‐ 基于Ansys结构仿真可以可以进行几何非线性仿真，进行螺栓预紧工具设计，实现多步分析
‐ 更好地了解由于组装和服务中加载而产生的连接行为
‐ 失效模式预测和评估
‐ 洞察超出设计条件的行为
• 推荐Ansys模块
‐ Ansys Mechanical Enterprise
输入条件
模型几何参数、螺栓预紧力、内压
仿真流程
结果与效果
紧固件承载情况，法兰应力水平等
输入条件
压力容器法兰及连接螺栓在40种压力工况和40种温度工况下，考虑螺栓预紧力以及各部件之间的接触，进行非线性热-结构耦合应力分析。
仿真流程
结果与效果
✓分析结构的温度分布，进一步分析其热应力
✓热-结构耦合分析，得出螺栓连接的应力分布云图
✓计算螺栓80个截面的应力分量变幅均值、雨流计数、Miner损伤累积、S-N曲线修正等，基于ASME和RCCM规范，采用截面平均法时取4倍疲劳衰减系数，则60年内螺栓疲劳耗用系数最大为0.753
• 设计中的难点
‐ 在油气生产过程中会遇到各种各样复杂的阀门，阀门内部涉及复杂的多相流仿真，并且物性随着温度或者压力变化而变化，从而增加了阀门内流动研究的复杂性
‐ 由于经过阀门压力变动很大，涉及流体的可压缩变化，甚至产生空化，从而影响阀门性能和使用寿命
• Ansys技术方案
‐ 通过Ansys Mechanical能够对阀门的强度和结构应力进行分析
‐ 通过Ansys CFD内丰富的多相流模型，能够研究阀门内部复杂的流动，例如空化、冲蚀等，辅助模拟极端条件，从而减少设备故障，减少维护成本和更换成本
• 推荐Ansys模块
‐ Ansys Mechanical Enterprise + Ansys CFD Premium + HPC pack
输入条件
阀门三维几何模型，材料参数，约束及内压16MPa，输入输出参数。
仿真流程
结果与效果
✓对比结构优化前后阀门最大应力集中位置，使得阀门最大应力降低达21.2％
✓通过优化分析可以方便地实现设计方案修改、多方案对比和优化设计，使压力容器设计在满足强度和有限元寿命的前提下进行轻量化设计
