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PVElite工况解读

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   发表于 2017-1-11 15:25:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 huanhuan.wen 于 2017-1-11 15:39 编辑

     在压力容器设计计算中,环向应力是主要控制应力,但手算过程中我们往往忽略了轴向应力的影响,PVElite可以根据工况计算轴向应力,该文章简要解释一下PVElite工况的应用
     PVElite中,立式容器及塔器可基于工况进行设备元件的轴向拉伸及压缩应力进行分析,首先单击Load Cases选项卡跳转到工况设定的界面:
  首先以一个塔器承受风载荷为例来研究一下风载荷带来的响应,然后再来讨论这些缩写的组合及意义。风载荷会在塔器高度方向上产生一个横向力,塔器受到该横向力的作用有弯曲的趋势(塔器其实可以以悬臂梁考虑),这时候就会在塔器相应截面上产生轴向应力,一侧产生压缩应力,另一侧产生拉伸应力:
但是,在塔器上并不仅仅是风载荷会在设备上产生轴向应力,还有其他载荷同样会产生轴向应力,以下三类是产生轴向应力的主要载荷:
·        压力
·        重量
·        弯矩-风或地震载荷导致的
分别分析以上三个载荷。
压力P
任何压力在设备中都会产生轴向应力,轴向应力的简化计算公式非常简单:
其中:D=直径,t=壁厚
+或者-主要考虑设备既可能承受内压,又有可能承受外压(如真空工况)。
重量W
看下图在X-X截面上重量的响应,重量永远会产生轴向压缩应力,在一个设备上,避免不了会有接管、梯子平台等其他附件,这些都会产生相应的压缩载荷。
重量产生的轴向应力的计算公式如下:
(仅压缩应力)
弯矩M
根据一开始风载荷的介绍,风载荷和地震载荷都可能会产生弯矩,弯矩在设备上既会产生压缩应力,又会产生拉伸应力,计算公式如下:
根据上面的介绍,可以得出最终设备上的轴向应力计算方程:
但是PVElite并不是以这么简单的公式进行计算校核的,PVElite采用更加精确的公式进行相应计算(基于规范),公式如下:
以上还有剪应力的计算方法,但在PVElite中忽略剪应力的影响,因为剪应力在几乎所有工况下都是可以忽略不计的。
工况分类及组合
根据刚才的解释,我们应该考虑PWM三种载荷,每种载荷又包括以下内容:
压力:
·        设计压力
·        真空压力
·        没有压力
·        水压试验压力
重量:
·        操作重量
·        没有重量
·        水压试验重量
弯矩:
·        设计风载荷
·        水压试验风载荷
·        没有风载荷
·        设计地震载荷
·        水压试验地震载荷
·        没有地震载荷
·        风和地震载荷组合
每种工况都可以由以上载荷进行组合。
PVElite工况
在PVElite中,默认有19中工况,这19种工况包含了最重要的P,W及M的组合,但是用户可自由的根据项目的情况进行定义,但最多只能定义20种。
在工况选项卡中,可以再工况的定义界面通过键盘上的F1,在弹出的帮助界面可以看到每个缩写的解释:
PVElite轴向应力报告位置
在PVElite中,会根据定义的工况生成一个单独的轴向应力报告,如下:
首先来看一下19种工况中第一种工况的结果:
首先看一下该工况考虑的内容:NP+EW+WI+FW+BW
NP = 没有压力
EW = 重量产生的轴向应力(没有介质)
WI = 风弯矩产生的弯曲应力 (操作)
FW = 风载荷竖直力产生的轴向应力
BW = 风载荷横向力产生的弯曲应力,腐蚀工况
现在再来看一下上面黄色标注的报告,可以看到在裙座位置的拉伸和压缩应力都是最大的,从第二列和第三列可以看到实际的拉伸应力是5972.54psi,许用拉伸应力是24000psi,根据5972.54/24000得到比值0.2489,该比值在第六列。然后再来看一下压缩应力,实际的压缩应力是-6305.18psi,而许用压缩应力是-16972.43 psi,根据-6305.18/-16972.43,得到比值0.3175,该比值在表的第七列。
通过该报告的底部可以得到:
·        最大应力比
·        最危险工况
·        最危险工况下的应力比最大的元件
    ​    ​以下是PVElite中的报告:
以上是对工况的简单说明,如有问题,请联系huanhuan.wen@intergraph.com

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发表于 2017-3-23 10:01:49 | 显示全部楼层
谢谢楼主分享
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发表于 2018-8-22 09:03:49 | 显示全部楼层
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学习一下。
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发表于 2019-3-10 10:39:36 | 显示全部楼层
楼主能不能分享一个PV elite的64位软件。谢谢!
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