沈峰黄懿 陆建国

（江苏省特种设备安全监督检验研究院太仓分院)

压力容器

基于ANSYS的压力容器的应力分析与壁厚优化设计

沈峰*黄懿 陆建国

（江苏省特种设备安全监督检验研究院太仓分院)

应用ANSYS有限元分析软件对一缓冲器压力容器进行应力分析与壁厚优化设计。在满足应力强度的条件下得到合理方案，容器质量减小了17.5%，球形封头壁厚减小了16.7%，优化结果明显。

压力容器应力分析优化设计壁厚ANSYS缓冲器

0 前言

压力容器是石油化工、机械、轻工、食品等多种工业领域中广泛使用的承压容器设备。传统的压力容器设计采用规则设计[1]，即依据标准GB 150《钢制压力容器》[2]进行设计。为了保证容器的安全性，设计者总是尽量增大壁厚，以增强容器的承压能力，得出的结构强度结果比较保守，这就限制了容器整体性能的提高和材料的有效利用。随着分析设计[1，3]概念的提出，设计者越来越多地对压力容器的结构进行优化。本文采用ANSYS有限元分析软件，对容器各部位进行详细的应力计算与分析，在不降低设备安全性的前提下以容器的质量最小为目标，通过优化设计方法给出压力容器参数的最优组合，从而降低了结构的厚度，使材料得到有效的利用。

1 压力容器参数及应力云图

1.1 工作条件和结构参数

图1为一缓冲器，其球形封头与接管连接区结构如图2所示。整个缓冲器封头材料为16MnR，接管材料为16Mn，其参数见表1。设计压力p=32 MPa，弹性模量E=206 GPa，泊松比μ＝0.3。壁厚参考范围t1=30～39 mm，t2=15～24 mm，许用应力[σ]=250 MPa。……