应力分析培训讲义

CAESARII-管道应力分析软件（系列培训教材）管道应力分析基础理论讲义管道应力分析基础理论管道应力分析主要包括三方面内容：正确建立模型、真实地描述边界条件、正确地分析计算结果。

所谓建立模型就是将所分析管系的力学模型按一定形式离散化，简化为程序所要求的数学模型，模型的真实与否是做好应力分析的前提条件。

应力分析的根本问题就是边界条件问题，而体现在工程问题上就是约束（支架）、管口等具体问题的模拟，真实地描述这些边界条件，才能得到正确的计算结果。

要想能够熟练而正确地分析结果，首先会正确设计支吊架，有一定的相关理论知识如工程力学，流体力学，化工设备及机械等，另外需在一定时间内不断摸索，总结出规律性的问题。

第一章管道应力分析有关内容·§1.1 管道应力分析的目的进行管道应力分析的问题很多CAESARII解决的问题主要有：1、使管道各处的应力水平在规范允许的范围内。

2、使与设备相连的管口载荷符合制造商或公认的标准（如NEMASM23，API610 API617等标准）规定的受力条件。

3、使与管道相连的容器处局部应力保持在ASME第八部分许用应力范围内。

4、计算出各约束处所受的载荷。

5、确定各种工况下管道的位移。

6、解决管道动力学问题，如机械振动、水锤、地震、减压阀泄放等。

7、帮助配管设计人员对管系进行优化设计。

§1.2 管道所受应力分类1.2.1 基本应力定义轴向应力（Axial stress）：轴向应力是由作用于管道轴向力引起的平行管子轴线的正应力，：S L＝F AX/A m其中S L＝轴向应力MPaF AX＝横截面上的内力NA m＝管壁横截面积mm2=π（do2-di2)/4管道设计压力引起的轴向应力为S L＝Pdo/4t轴向力和设计压力在截面引起的应力是均布的，故此应力限制在许用应力[σ]t范围内。

弯曲应力（bending stress）：由法向量垂直于管道轴线的力矩产生的轴向正应力。

第一章应力分析§1－1 应力状态§1－ 2 应力张量及分解§1－3 等斜截面上的应力、应力状态参数§1－4 平衡微分方程1§1－1 应力状态❑点的应力状态的概念❑应力状态分析2一、点的应力状态的概念面力：作用在物体表面上的力，如接触力、液体压力等。

用F x ，F y ，F z 表示。

单位：N/m 2。

体力：分布在物体整个体积内部的力，如重力、惯性力等。

用f x ，f y ，f z 表示。

单位：N/m 3。

集中力：当面积趋于零时，面力的合力。

用P 、F表示。

单位：N 。

应力状态☐外力：构件外物体作用在构件上的力。

3☐内力：由于外力作用，在构件内各部分之间引起的相互作用力。

内力的特点：1. 随外力的变化而变化。

2. 内力是分布力系，常用其主矢量和主矩表示。

内力的求法：截面法。

应力状态截面法的基本步骤：①截开；②代替；③平衡。

4F 1F RF 3MF 1F nF 3F 2F 1F nF 3F 2应力状态5①平均应力：②全应力：ΔA ΔFp =ΔAΔFp ΔA lim 0→=☐应力：内力的分布集度。

全应力分解为：垂直于截面的应力称为“正应力”：位于截面内的应力称为“切应力”：应力状态xyzOD FD AM τσxyzOpMnτaaσcos p =aτsin p =6应力状态的表示——单元体：一点的应力状态：过一点有无数的截面，这一点的各个截面上应力情况的集合，称为这点的应力状态（State of Stress at a Given Point ）。

xyzσxσzσyτxyτyx ②单元体的性质a 、任一面上，应力均布；b 、平行面上，性质相同。

①单元体：构件内点的代表物，是包围被研究点的无限小的几何体，常用的是正六面体。

应力状态7xyzσxτxy τyxσz σyτxzτzx τzy τyzτyzσyτyx单元体上的应力分量：应力状态σx σy σz正应力：切应力：τxy τyx τyz τzy τzx τxz8切应力互等定理（Theorem of Conjugate Shearing Stress ):zy yz ττ=应力状态yxxy ττ=zxxz ττ=xyzτxyτyxσxσz σyτxz τzx τzyτyz过一点的两个正交面上,如果有与相交边垂直的切应力分量,则两个面上的这两个切应力分量一定等值、方向相对或相离。

技能培训课件-压力容器应力分析NXPowerLite(一)技能培训课件-压力容器应力分析 NXPowerLite随着制造业的不断发展，压力容器的应用越来越广泛，而在使用压力容器时，应力分析是非常重要的一环。

为了提高压力容器的运行安全性，压力容器应力分析变得越来越重要。

因此，本文将介绍一款名为NXPowerLite的技能培训课件，以帮助大家更加深入地了解压力容器应力分析。

一、NXPowerLite背景NXPowerLite是一种基于有限元方法（FEM）的应力分析软件，它提供了高度便捷性和准确性，能提高压力容器应力分析的效率和精度。

二、NXPowerLite的主要功能1.产生3维模型： NXPowerLite能够创建3D的模型，并且能够为所创建的模型进行详细的建模操作。

2. 对压力容器进行应力分析： NXPowerLite可以对压力容器进行应力分析，并且可以显示出容器的应力状态。

3. 提供强大的后处理功能： NXPowerLite可以提供可视化的结果，可以根据需要可以显示应力分布状态图，应力矢量图等结果。

4. 支持多种文件类型： NXPowerLite支持多种文件类型，包括DWG，IGES，SAT等，能轻松导入现有图形。

三、如何使用NXPowerLite进行压力容器应力分析1. 准备工作：在使用NXPowerLite进行压力容器应力分析之前，需要准备好计算机和相应的软件，例如SolidWorks等建模软件。

2.导入建模数据：将建立好的3D模型导入NXPowerLite。

3. 网格划分：在进行应力分析之前，需要将3D模型划分为单元网格，网格的划分越细，精度越高。

在划分时，可以使用NXPowerLite中的自动划分功能或手工划分。

4. 设定应力操作：设定加载、约束和材料参数，并选择步长进行分析。

5. 进行应力分析：运行应力分析时，NXPowerLite会在单元节点上计算出应力分布，输出分析报告。

6. 后处理：对应力分布结果进行后处理操作，如应力矢量图、最大应力及应力分布图等。