卢艳玲 董金善 朱星榜 姚 扬 赵 宁

(南京工业大学机械与动力工程学院)

壳单元和实体单元在矩形压力蒸汽灭菌器有限元分析中的应用

卢艳玲*董金善 朱星榜 姚 扬 赵 宁

(南京工业大学机械与动力工程学院)

介绍了壳单元与实体单元的线性化处理方法与安全评定方法，给出了矩形压力蒸汽灭菌器的结构参数。采用实体单元与体-壳单元对矩形压力蒸汽灭菌器进行有限元分析，结果表明：二者均满足结构强度要求，且壳单元与实体单元相比，最大TRSECA应力强度和应力分布相似，局部薄膜应力的应力强度较小，而薄膜加弯曲应力的应力强度较大，其中局部薄膜应力的应力强度最大相对误差为9.5%，薄膜加弯曲应力的应力强度最大相对误差为8.1%，均在精度允许范围内。

矩形压力蒸汽灭菌器 有限元分析 实体单元 壳单元

压力蒸汽灭菌器具有蒸汽制取简单、对环境无污染、灭菌速度快、效果好及适用范围广等优点[1]，广泛应用于化工、医疗、制药及餐饮等领域。根据灭菌室截面形状的不同，可分为圆形截面和矩形截面压力蒸汽灭菌器。圆形截面容器在相关标准中有详细的介绍与分析，并总结了简单的工程应用公式；矩形截面容器容易安装，占地面积小，具有较高的空间利用率和传热率，因此它在大型压力蒸汽灭菌器中的应用更加广泛[2]，但因其结构与受力的复杂性，难以采用一般的理论公式进行设计与评定。

随着计算机辅助设计技术的快速发展，有限元法在压力容器分析设计中的应用越来越广泛。……