石油石化行业简介

近些年，随着软、硬件环境的改善，有限元方法逐步引入压力容器行业，并取得的很多成果。在接管、球罐、换热器、塔器、加氢反应器等设备的设计中，起到了关键性的作用。但是，由于分析软件和工具的限制，压力容器行业的有限元应用还局限于线弹性分析，并没有发挥有限元的强大功能。目前应用，只是集中在有限元的一些基本功能。作为非线性有限元分析软件的先驱SIMULIA，除可以完成接管、球罐等设备基本的分析功能之外，还可以求解更广泛范围的非线性问题，为石油化工行业进一步提高有限元分析的能力提供了完善的分析平台。

高级的分析技术将会越来越广泛地应用到压力容器领域。做为引领高级有限元分析技术的ABAQUS，是最有力和最有效分析工具，它将进一步提高石化行业有限元分析的水平，并将有限元分析手段更广泛地应用到各个工程项目当中去。

在石油化工行业，线性分析已经处理得相对完善。如果需要进一步提高有限元应用水平，必须在分析中引入非线性高级分析功能。

从有限元软件在石油化工行业的广义应用中可以看出，有限元分析涉及石油化工行业的所有领域，具体包括在储运设备与储运工程中的应用、在钻井设备与钻井工程中的应用、在采油设备与采油工程中的应用等。

案例：某型特种压力容器的结构校合分析

重点考虑了某型特种压力容器在均与内部压力和由于控制杆驱动的机械载荷共同作用下整体结构与封头、法兰的应力状态。模型中充分考虑了螺栓预紧力、恒定的内部压力以及螺杆驱动的机械载荷，并包含接触的非线性分析。模型如图所示。为了减小分析的计算量，模型创建了1/4的模型结构，采用旋转对称边界条件进行约束。1/4模型的组装与网格划分如图所示。为了更加真实、准确的反应局部应力，同时创建的子模型进行局部网格细化与应力边界提取。

该压力容器在受压与外部载荷作用下的整体应力分布（变形放大200倍），以及各组件（上部法兰、下部法兰、螺栓以及密封圈）的应力分布，将提取的局部应力分析结果与相关的规范对照进行设计评价。