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换热器是广泛应用于化工、动力、医药、冶金、制冷、轻功等行业的一种通用设备，管壳式换热器制造容易，生产成本低，选材范围广，清洗方便，适应性强，处理量大，工作可靠，且能适应高温高压，在化工、石油、能源等行业的应用中处于主导地位。封板是换热器中的关键元件，其受力情况相当复杂，对其进行强度cae分析是一个全新的课题。经典算法求解封板的应力非常烦琐，而且难以提出一个普遍应用的公式用以计算各种情况下的危险应力。有限元算法提供了一种全新的解决方案，通过建立仿真模型大大提高了计算结果的正确性。以某非标法兰封板为研究对象。
根据非标法兰封板的结构特点和工程要求，进行单元类型选择、材料参数的确定、几何建模和单元生成。虑到结构和载荷的对称性，取非标法兰封板及其部分筒体的1/4建立有限元分析模型。
1)单元类型。结构采用SOLID95 3D八节点实体单元SOLID45的高阶单元，他能够吸收不规则形状的单元而精度没有损失。SOLID95单元有可并立的位移形状并且能很好地适应曲线边界的模型，具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形和大应变功能。单元选项:单元坐标系、额外单元输出选项、额外表面输出选项、积分原则。
2)材料属性。封板采用压力容器常用钢种16MnR。
为了提高计算精度，采用VSWEEP体扫略网格划分六面体网格，这种网格既可以是线性的(无中节点)、也可以是二次的(有中节点)。对于复杂几何实体，经过一些简单的切分处理，就可以生成规整的六面体网格。
体扫略网格要满足的条件：
1)切分体避免体内有内腔，或者体内有空洞。即扫略的过程必须是连续的。假如不连续，可以将大体积切分成若干个小体积，分别网格划分，然后进行VGLUE即可。
2)定义合适的单元。SOLID 95对应的热单元是SOLID90，SOLID90是三维的8节点热单元SOLID70的高阶形式，20个节点，每个节点一个温度自由度，尤其适用于描述弯曲的边界。
3)设置扫略方向的单元数目或单元尺寸。可以用esize，extopt，lesize，lmesh，desize等，为了实现参数化建模，采用lesize控制单元数目。封板的网格划分模型)温度场分析。封板上下表面分别为外界温度和壳程温度，存在温差，需要考察其温度应力分布情况。采用稳态热分析数学模型。
封板的温度场。其温度载荷在计算后存储于相应的RTH文件中，结构分析时直接读入即可。
2)应力场分析。主要考虑封板的应力分布规律，壳程筒体横截面约束轴向位移，结构纵向对称面施加对称约束，外壁受大气压力，内壁受壳程压力，螺栓孔受螺栓的拉力，垫片(密封圈)受压力。
3)载荷分析。根据换热器的实际操作情况，共考虑了以下几种载荷：壳程压力、螺栓孔受力、垫片比压力等。
在连接处厚度方向上取线性化路径，将路径上应力强度线性化分解出薄膜应力、弯曲应力、峰值应力，并根据相应的标准进行校核。
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