带多个喷嘴的压力容器

如果容器带有多个从主圆柱中投影的喷嘴,请将“常规”选项卡中的“要生成的模型类型”下拉框设置为“多个喷嘴”。此操作将禁用其他选项卡。该输入仅用于单个喷嘴容器。

若要生成板或壳单元模型,请在“常规”选项卡的“生成的管道类型”下拉框中选择“板/壳”选项。若要生成块体单元模型,请选择“实体”选项。请注意,“预览区域”不会显示厚度,它将继续显示板/壳网格。

注: 对于板/壳网格,输入的直径为板的中间面直径。因此,直径为 48 英寸、壁厚为 0.5 英寸的容器将生成一个内径为 47.5 英寸、外径为 48.5 英寸的圆柱。对于实体网格,输入的直径为外径。因此,直径为 48 英寸、壁厚为 0.5 英寸的容器将生成一个内径为 47 英寸、外径为 48 英寸的圆柱。

“多个喷嘴”按钮,可输入多个喷嘴容器。此操作将显示“带多个喷嘴的圆柱”输入对话框。

提示: 使用“模型”“对话框位置”菜单,可以控制此输入屏(和其他对话框)首次出现在屏幕上的哪个位置。

主圆柱

“几何体”选项卡上,指定长度、直径(在圆柱的 -X 端)和圆柱的倾斜角。圆柱的中心线位于 X 轴,而 -X 侧的端部位于原点处。倾斜角定义为 tan (角度 a) = [0.5 *(端部直径 - 圆柱直径)/(圆柱长度)]。正倾斜角意味着圆柱的 + X 端直径大于指定端部的直径(圆柱直径 (D1))。

图 1:倾斜圆柱

关键要点:

D = 圆柱直径(用户输入)
De = 端部直径(计算得出)
L = 圆柱长度(用户输入)
α = 倾斜角(用户输入)。Tan(α) = (De - D)/2/L

主圆柱上的喷嘴

由于主圆柱可包含多个喷嘴,因此可使用“带多个喷嘴的圆柱”输入对话框中的以下按钮来操纵各种喷嘴:

编辑特定喷嘴(添加新喷嘴或修改现有喷嘴)时,“特定喷嘴”对话框将指定喷嘴位置、尺寸和喷嘴头等所有参数。通过以下说明可以了解大部分输入:

头部的喷嘴

将头部添加到主圆柱或主圆柱上的喷嘴后(请参见下文),即可将喷嘴添加到头部!在定义头部的对话框中,激活“包括头部的喷嘴”复选框,然后单击“头部的喷嘴”按钮。有关详细信息,请参考页面头部的喷嘴

法兰和 Repad

通过“带多个喷嘴的圆柱”对话框,可将法兰添加到圆柱的任一端部。从此对话框中,使用“附加”选项卡以指定法兰参数。

法兰可添加到喷嘴端部。修改所需的喷嘴以显示“特定喷嘴”对话框,然后转至“附加”选项卡。输入所需的尺寸。

此外,从相应喷嘴的“附加”选项卡中,您还可围绕喷嘴连接至主圆柱交点的 Repad;即:修改所需的喷嘴以显示“特定喷嘴” 对话框,然后转至“附加”选项卡

向圆柱和喷嘴添加头部

通过“带多个喷嘴的圆柱”主对话框,可将头部添加到圆柱。转至“附加”选项卡,然后单击“头部”按钮。此操作将访问“圆柱上的头部”对话框。

头部可添加到与主圆柱相连的任一喷嘴的端部。修改所需的喷嘴以显示“特定喷嘴”对话框,然后转至“头部”选项卡。

无论将头部添加到圆柱还是喷嘴,其输入均类似。有关详细信息,请参见页面“头部”对话框

设置部件编号:

容器的每一块(圆柱、喷嘴、Repad 等)均可使用不同的部件编号创建。请记住,部件编号可控制材料属性、部件厚度以及哪一面为压力载荷的顶部和底部(对于板/壳模型)等参数。

圆柱的部件编号是在“带多个喷嘴的圆柱”主对话框中指定的。从该对话框中,请使用“部件”选项卡。

通过修改所需的喷嘴以显示“特定喷嘴”对话框,然后转至“部件”选项卡,即可指定每个喷嘴的部件编号。

设置网格密度

您可控制压力容器中每个部件使用的网格间距。对于主圆柱、法兰和圆柱上的头部,请转至“带多个喷嘴的圆柱”主对话框上的“网格”选项卡。

对于围绕喷嘴、过渡区域、法兰和 Repad 以及喷嘴上的头部的网格,请修改所需的喷嘴以显示“特定喷嘴”对话框,然后转至“网格”选项卡。除了指定分割数以外,您还可通过输入过渡与圆柱直径之比来控制喷嘴和圆柱交点的过渡区域尺寸。过渡区域尺寸(从喷嘴(或包括的 Repad 边)开始测量)应大于或等于比率输入值乘以圆柱直径。系统将调整过渡区域的实际尺寸,以适合圆柱上的网格。请参见图 4。

图 4:喷嘴和圆柱之间的过渡网格

关键要点:

1 = 头部的喷嘴
2 = 喷嘴上的头部
3 = 圆柱上的喷嘴
4 = 圆柱上的可选 Repad
5 = 圆柱上的过渡区域
NX = 轴方向上喷嘴(或存在的 Repad)与过渡区域末端之间的距离。NX > = 比率 * 圆柱直径。
NT = 偏移方向上喷嘴(或存在的 Repad)与过渡区域末端之间的距离。NT > = 比率 * 圆柱直径。

若要创建非结构化网格,则必须先能够对 CAD 模型划分网格,然后:

  1. 使用 PVDesigner“文件”“导出”命令,并将“保存类型”设置为“实体(*.igs)”
  2. 退出 PVDesigner,返回到 Autodesk Simulation。
  3. 使用 “打开”,并将“文件类型”设置为“IGES”
  4. 打开 IGES 文件后,请将网格类型设置为“板/壳”,并划分模型网格。
    注: “文件”“导出”命令不会为实体多个喷嘴类型创建实体 IGES 文件,仅会为板/壳多个喷嘴类型创建。

定义厚度

如果正创建块体模型,则可在相应的“厚度”对话框中指定每个部分的厚度。例如,在用于输入主圆柱尺寸、主圆柱喷嘴尺寸和头部的喷嘴的对话框中,均包括一个“厚度”选项卡。(对于板/壳网格,每个区域的厚度均在“单元定义”下的“FEA 编辑器”中指定。)

注: PVDesigner 不会在“预览区域”中显示部件的厚度。厚度将在您退出 PVDesigner 之后显示在 Autodesk Simulation 中。
注: 主圆柱和头部的网格实际厚度可能小于用户在喷嘴交点处指定的尺寸。当过渡区域的尺寸或分割数过小时,将会出现这种情况。这种情况只有在 FEA 编辑器(或在执行“检查模型”之后的“结果”环境中)中才能看到。如果发生这种情况,请返回到 PVDesigner(“工具”“编辑”“压力容器”),然后修改喷嘴(“多个喷嘴”“修改喷嘴”)。如果问题出现在喷嘴和主圆柱交点上,请使用“网格”选项卡增加“过渡与圆柱直径之比”“沿过渡区域宽度的网格分割”。如果问题出现在喷嘴和头部交点上,请使用“头部”选项卡,然后使用“头部的喷嘴”按钮和“网格”选项卡来增加“过渡区域比”“沿过渡区域宽度的网格分割”