鍋爐結(jié)構(gòu)有限元分析

"目錄
第一章有限元法概論1
第一節(jié)有限元的基本概念1
第二節(jié)彈性力學有限元法5
一、彈性力學基本方程5
二、單元列式6
三、總體剛度矩陣與求解10
第三節(jié)ANSYS有限元分析軟件簡介10
一、ANSYS的組成10
二、ANSYS的技術(shù)特點12
三、ANSYS的基本功能12
四、ANSYS的高級功能13
五、ANSYS的操作界面14
第四節(jié)ALGOR有限元分析軟件簡介15
一、ALGOR軟件的發(fā)展歷史15
二、ALGOR軟件的分析功能16
三、ALGOR軟件的結(jié)構(gòu)17
第五節(jié)其他有限元分析軟件19
參考文獻21
第二章分析模型與求解22
第一節(jié)概述22
第二節(jié)模型策劃22
一、環(huán)境分離22
二、對稱性研究23
三、重點考察部位的選取25
四、細節(jié)結(jié)構(gòu)的考慮與舍棄25
五、工況分析26
六、材料數(shù)據(jù)與材料分組26
七、單元選擇26
八、解題規(guī)模預測27
九、文獻資料檢索27
十、不連續(xù)結(jié)構(gòu)的處理方法29
第三節(jié)分析模型的建立和改進29
一、單位制30
二、建模方法31
三、網(wǎng)格劃分32
四、載荷考慮與施加35
五、約束條件37
六、模型檢查40
七、模型求解41
八、試算結(jié)果考察46
第四節(jié)網(wǎng)格劃分與結(jié)果的收斂性47
第五節(jié)尖角問題的處理49
一、圓筒平蓋問題50
二、錯邊問題51
三、開孔接管問題51
四、熱點應力53
五、大型模型中尖角位置的應力求取方法53
第六節(jié)結(jié)果分析53
一、變形觀察54
二、應力等值顯示55
三、應變觀察56
四、支承反力（約束反力）57
五、路徑操作58
六、彩色圖像輸出62
七、黑白圖像輸出64
八、結(jié)果文本列表67
第七節(jié)ANSYS求解線彈性問題示例68
一、問題描述68
二、定義工作文件名和工作標題68
三、定義單元類型和材料屬性69
四、創(chuàng)建幾何模型70
五、生成有限元網(wǎng)格70
六、施加載荷并求解71
七、瀏覽計算結(jié)果74
八、以擴展方式顯示計算結(jié)果75
九、以曲線形式顯示孔邊應力強度分布77
十、網(wǎng)格局部細化并重新計算79
第八節(jié)ALGOR求解線彈性問題示例83
一、問題描述83
二、建立模型的幾何文件83
三、將Superdraw Ⅲ文件轉(zhuǎn)化為有限元模型87
四、用Superview檢查模型90
五、計算并觀察結(jié)果90
六、網(wǎng)格細化并重新計算 92
參考文獻94
第三章強度評定與分析報告96
第一節(jié)強度與強度條件96
第二節(jié)強度理論97
一、強度理論的概念97
二、材料的兩種破壞形式97
三、四個基本的強度理論98
第三節(jié)應力分類與強度評定100
一、一次應力（primary stress）101
二、二次應力（secondary stress）102
三、峰值應力（peak stress）103
四、分類應力的強度評定103
第四節(jié)應力沿路徑的線性化104
一、應力線性化的一般公式104
二、線性化顯式表達式105
三、商用軟件中的線性化原理106
四、路徑上分段點應力計算方法108
第五節(jié)分析報告109
一、分析報告封面109
二、報告正文109
三、報告附件、附錄111
參考文獻111
第四章開孔接管分析112
第一節(jié)概述112
第二節(jié)建立分析模型的一般考慮113
第三節(jié)模型收斂性分析114
第四節(jié)法蘭的影響116
第五節(jié)接管外伸長度影響117
第六節(jié)貼板補強處理方法119
第七節(jié)密封墊片處理120
第八節(jié)算例（一）――汽包翻邊下降管結(jié)構(gòu)分析121
一、分析模型121
二、分析結(jié)果與評定122
第九節(jié)算例（二）――集汽集箱蒸汽出口應力分析124
一、分析模型124
二、分析結(jié)果與評定126
第十節(jié)算例（三）――橢圓人孔應力分析127
一、分析模型127
二、分析結(jié)果與評定129
三、討論130
參考文獻131
第五章管板應力分析132
第一節(jié)管板的結(jié)構(gòu)和承載特點132
第二節(jié)管板理論與研究概況133
一、當量實心板理論133
二、光板彎曲理論136
第三節(jié)管子對管板的作用138
一、管子的彈性支撐作用138
二、管子的開孔補強作用139
三、管殼熱膨脹差的考慮方法141
第四節(jié)管板有限元分析模型與對比141
一、分析模型1142
二、分析模型2143
三、分析模型3144
四、分析模型4144
五、模型對比與分析145
六、溫差載荷作用下的分析與對比150
七、工程應用中的其他問題151
參考文獻152
第六章結(jié)構(gòu)的屈曲分析153
第一節(jié)屈曲的基本概念153
一、失穩(wěn)形式153
二、臨界壓力計算154
第二節(jié)屈曲分析的有限元法155
一、線性屈曲分析簡例155
二、屈曲有限元分析的類型156
三、屈曲問題有限元分析的一般步驟158
第三節(jié)爐膽屈曲的有限元分析160
一、特征值計算結(jié)果及對比分析160
二、幾何非線性計算結(jié)果162
三、幾何/材料非線性計算結(jié)果163
四、結(jié)果討論與對比163
附：爐膽屈曲分析命令流文件清單165
第四節(jié)橢圓度對爐膽屈曲臨界載荷的影響初步分析167
第五節(jié)工程應用中應注意的問題168
參考文獻168
第七章熱傳導與熱應力分析170
第一節(jié)引言170
第二節(jié)熱量傳遞的三種方式170
一、熱傳導170
二、對流171
三、熱輻射171
第三節(jié)熱傳導問題的基本方程173
第四節(jié)熱傳導問題有限元法175
一、穩(wěn)態(tài)熱傳導有限元的一般格式175
二、瞬態(tài)熱傳導有限元的一般格式177
第五節(jié)熱應力分析的有限元方法179
第六節(jié)熱傳導/熱應力有限元分析中的若干問題180
一、熱分析中的其他材料性質(zhì)180
二、熱載荷的種類180
三、熱分析的種類及一般步驟181
四、熱應力分析的幾種方法182
五、ANSYS軟件中的熱分析及熱分析/熱應力耦合單元182
第七節(jié)鍋爐給水管的溫度場與熱應力分析184
一、數(shù)據(jù)準備184
二、連續(xù)給水時的溫度場和熱應力場185
三、20min間斷給水時的溫度場和熱應力場186
附：瞬態(tài)分析命令流文件190
參考文獻195
第八章綜合應用案例196
第一節(jié)一臺進口異型鍋爐的強度分析196
一、鍋爐結(jié)構(gòu)和參數(shù)196
二、有限元分析模型196
三、計算結(jié)果與分析198
四、結(jié)論201
第二節(jié)T形接頭的強度分析與疲勞壽命預測201
一、分析模型204
二、分析結(jié)果及準確性考察205
三、靜強度校核207
四、疲勞壽命預測208
參考文獻210
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