带单个喷嘴的压力容器

如果容器具有单个从主圆柱喷射的喷嘴（或不带喷嘴），则将“保存模板”选项卡中的“要生成的模型类型”下拉框设置为“单个喷嘴”。

若要生成板或壳单元模型，请在“常规”选项卡中的“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。

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。

Main Cylinder

圆柱的主要尺寸将在“几何体”选项卡中定义。始终采用圆柱轴沿 X 轴绘制压力容器，且指定的任何喷嘴在 YZ 平面与圆柱相交；即，X = 0。圆柱的总长度通过两个值指定：喷嘴交点正面上的长度，以及喷嘴交点负面上的长度；即，正 X 和负 X 方向。

如果压力容器不包含整个圆柱，则将“圆柱的角度范围”下拉框设置为以下选项之一。否则，为完整的容器保留“360 度扫掠”设置。

• “测量相对于 Z 轴的角度”选项会从 Z 轴开始测量，而不考虑喷嘴的位置。
• “测量相对于交点的角度”选项会从喷嘴和圆柱的交点开始角度测量。仅在喷嘴偏离 XZ 平面时，此选项才有不同。（请参见下文。）

在“负方向的角度范围”和“正方向的角度范围”字段中指定相应的角度。角度遵循右手法则，因此负方向的角度是绕 -X 轴转动，正方向的角度是绕 +X 轴转动。

要创建不带喷嘴的压力容器，激活“常规”选项卡上的“创建无喷嘴的模型”复选框。

主圆柱上的喷嘴

喷嘴轴和圆柱的交点将位于 YZ 平面中。默认喷嘴轴将与 Z 轴共线并将沿圆柱轴与圆柱相交。这是由“常规”选项卡中的“管道相交于”下拉框中的选项控制的。

• “90 度 - T 形连接”选项指定喷嘴与 Z 轴共线，形成 90 度角。
• 使用“沿指定方向”选项绕两个方向转动喷嘴的轴以创建偏移喷嘴。选中该选项后，使用“交点”选项卡指定偏移。

  使用“交点”选项卡上的“喷嘴偏移的指定依据”下拉框指定如何指定超出 XZ 平面的偏移。如果选中“距离”选项，在“喷嘴偏移距离 (DY)”字段中指定喷嘴与圆柱沿 Y 轴相交的位置。如果在“喷嘴偏移的指定依据”下拉框中选中“角度”选项，则在“喷嘴轴的偏移角度 (ADY)”字段中指定喷嘴与圆柱相交的角度。请参见图 1。请注意，喷嘴仍与 XZ 平面平行。请注意，此值遵循左手法则，因此负角度绕 +X 轴转动喷嘴。

  喷嘴的偏移距离	喷嘴的偏移角度
  图 1：喷嘴偏移

  对于这两种情况，喷嘴可绕 Y 轴转动，从而与 Z 轴不平行。在“喷嘴绕 Y 轴的转动角度 (AR)”字段中指定角度。请注意，此值遵循左手法则，因此，负角度将围绕 +Y 轴转动喷嘴。

  

  图 2：绕 Y 轴转动喷嘴

  上图显示了正角度。请注意，角度遵循左手法则。

在“几何体”选项卡上分别使用“喷嘴长度 (L2)”和“圆柱内侧的喷嘴长度”字段指定圆柱内外的喷嘴长度。

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“头部”对话框中，激活“在头部上包含喷嘴”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、Repad 和特征区域

可在圆柱的任何一个末端和喷嘴末端添加法兰。可在喷嘴和圆柱的交点处添加 Repad。这些特征的宽度可在“法兰/Repad”选项卡中指定。激活想要添加的特征对应的复选框并在相应字段中指定所需宽度。

特征区域是喷嘴和圆柱交点周围的一个层单元（请参见图 3）。它可用于额外加固（具有恒定宽度的区域），或用作隐藏/显示交点附近的单元和应力的区域。使用以下步骤创建特征区域：

1. 转至“模型”“网格”命令。
2. 将“网格划分方法”下拉框设置为“指定所有增量”。
3. 使用“特征区域”选项卡启用并设定特征区域的尺寸和部件号。
4. 启用特征区域后，“网格划分方法”下拉框可根据需要更改为另一种方法。

将头部添加到圆柱和喷嘴

如果压力容器在圆柱的任何一端或在喷嘴上带有头部，则使用“模型”“头部”对话框进行指定。“头部”对话框

设置部件号

可使用不同的部件号创建每一个容器（圆柱、喷嘴、Repad 等）。请记住，部件号会控制材料属性等参数，而且对于板/壳模型，它还控制着部件厚度和哪一侧为压力加载的顶部和底部。

您可以访问“模型”下拉菜单并选择“部件”命令，控制在“部件”对话框中将每个容器放入的部件号。创建实体网格时，使用“常规”选项卡上的“实体网格的组成”下拉框选择对单个指定的部件号还是对多个部件创建实体网格。

您可以访问“模型”下拉菜单并选择“网格”命令在“网格参数”对话框中控制用于压力容器的每个部件的网格间距。当“网格划分方法”下拉框设置为“仅指定过渡参数 NHTX”或“仅指定过渡参数 NHTT”时，您仅能够控制喷嘴与圆柱相交处过渡区域的一个方向（NHTX 或 NHTT）的网格大小。其余网格基于过渡区域网格大小的单个输入。

若要控制模型的所有区域中的网格，在“网格划分方法”下拉框中选择“指定所有增量”选项。转至想要指定的网格的相应选项卡。

大多数输入直接为沿特定尺寸需要的单元数。然后，这些数字传播到容器的其他区域。例如，NHTT 和 NHTX 确定沿喷嘴和喷嘴上放置的任何头部的周长的单元数。（请参见图 3。）下面介绍了“网格参数”对话框中的其他参数。

• “过渡尺寸”选项卡控制喷嘴周围过渡区域的大小。（请参见图 3。）对轴向和偏移方向（或周向）进行单独控制。当“_方向范围的定义依据”设置为“比率”，则会指定过渡区域尺寸/交点比。范围比等于喷嘴的 NX/直径和喷嘴的 NT/直径（分别针对轴向和周向）。如果包含某个 Repad 或特征区域，则长度 NT 和 NX 在 Repad 或特征区域外，以较大者为准。当没有 Repad 或特征区域存在时，则从喷嘴测量长度 NT 和 NX。当“_方向范围的定义依据”设置为“绝对_”时，“轴向长度”和“偏移方向角度”分别对应 NHTX 和 NHTT。
  提示： 除了通过设置“网格”选项卡上的参数创建结构化网格外，如果能够对 CAD 模型进行网格划分，则可创建非结构化网格。使用 PVDesigner“文件”“导出”命令，并将“保存类型”设置为“实体(*.igs)”。接着，在退出 PVDesigner 返回到 Autodesk Simulation 后，使用 “打开”命令，然后将“文件类型”设置为“IGES”。IGES 文件打开后，设置相应的网格类型（“实体”或“板/壳”）并对模型执行网格划分。

定义厚度

如果创建的是块体模型，则可通过访问“模型”下拉菜单并选择“厚度”命令来在“实体厚度”对话框中指定每个部件的厚度。（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。这仅在您退出 PV/Designer 后才在 Autodesk Simulation 中显示。

图 3：喷嘴和圆柱之间的过渡网格

关键要点：

1 = 喷嘴网格

2 = 喷嘴上的可选特征区域

3 = 圆柱上的可选特征区域

4 = 圆柱上的可选 Repad

5 = 圆柱上的过渡区域

NHTX = 过渡区域轴向长度的一半

NX = 喷嘴（或 Repad 或特征区域，若存在）和过渡区域末端在轴方向之间的距离

NHTT = 过渡区域偏移长度的一半

NT = 喷嘴（或 Repad 或特征区域，若存在）和过渡区域末端在偏移方向之间的距离