块和后处理模块。前处理模块提供了个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型分析计算模块包括结构分析可进行线性分析非线性分析和高度非线性分析流体动力学分析电磁场分析声场分析压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用具有灵敏度分析及优化分析能力后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示梯度显示矢量显示粒子流迹显示立体切片显示透明及半透明显示可看到结构内部等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表曲线形式显示或输出。以为代表的工程数值模拟软件，是个多用途的有限元法分析软件，它从年的版本与今天的版本已有很大的不同，起初它仅提供结构线性分析和热分析，现在可用来求结构流体电力电磁场及碰撞等问题的解答。它包含了前置处理解题程序以及后置处理，将有限元分析计算机图形学和优化技术相结合，已成为现代工程学问题必不可少的有力工具。的使用环境架构及命令构架分为两层，是起始层，二是处理层。起始状态可用来控制些全局性的问题，如改工作文件名清除数据库内的数据复制二进制文件等，用户进入后即处于起始状态。这两个层的关系主要是使用命令输入时，要通过起始层进入不同的处理器。处理器可视为解决问题步骤中的组合命令，它解决问题的基本流程叙述如下前置处理,建立有限元模型所需输入的资料如节点坐标资料元素内节点排列次序。材料属性。元素切割的产生。求解处理,负载条件。边界条件及求解。后置处理,或,。用于静态结构分析屈曲分析及模态分析，将解题部分所得的解答如变位应力反力等资料，通过图形接口以各种不同表示方式把等位移图等应力图等显示出来。仅用于动态结构分析，用于与时间相关的时域处理。图处理器间的转化文件管理在分析过程中需要读写文件，文件格式为，其中是设定的工作文件名，是由定义的扩展名，用于区分文件的用途和类型，默认的工作文件名是。分析中有些特殊的文件，其中主要的几个是数据库文件记录文件输出文件文件结果文件及图形文件。有限元方法简介有限元法的基本构架目前在工程领域内常用的数值模拟方法有有限元法边界元法离散单元法和有限差分法，就其广泛性而言，主要还是有限单元法。它的基本思想是将问题的求解域划分为系列的单元，单元之间仅靠节点相连。单元内部的待求量可由单元节点量通过选定的函数关系插值得到。由于单元形状简单，易于平衡关系和能量关系建立节点量的方程式，然后将各单元方程集组成总体代数方程组，计入边界条件后可对方程求解。有限元的基本构成节点就是考虑工程系统中的个点的坐标位置，构成有限元系统的基本对象。具有其物理意义的自由度，该自由度为结构系统受到外力后，系统的反应。元素元素是节点与节点相连而成，元素的组合由各节点相互连接。不同特性的工程统，可选用不同种类的元素，提供了百多种元素，故使用是必须慎重选则元素型号。自由度上面提到节点具有种程度的自由度，以表示工程系统受到外力后的反应结果。要知道节点的自由度数，请查看自带的帮助文档，那里有每种元素类型的详尽介绍。有限元方法是用于求解工程中各类问题的数值方法。结构强度刚度分析中的静力动力线性或者非线性问题，热传导中稳态瞬态或者热应力问题，以及流体力学和电磁学中的很多问题都可以用有限元方法解决。有限元方法的基本步骤将实际求解范围离散化，即将求解域划分成节点和单元。选择合适的形函数，即选择个用单元节点解描述整个单元解的连续函数。对每个单元建立单元刚度矩阵。按照定节点编码顺序，将各个单元刚度矩阵叠加以构造结构整体刚度矩阵。写出以节点自由度为未知量的结构整体刚度方程，并将边界条件初始条件应用到方程中。求解方程组，以得到节点上的自由度值。分馏塔的简介分馏塔的特点该分馏塔结构复杂，体积庞大，塔高，有变径段，最大内径为，并且塔上开有人孔和各种物料进出孔。承受载荷复杂。该分馏塔共承受筒体内压自重风载荷和地震载荷的作用，载荷作用的形式比较复杂。分馏塔的结构简图如图所示。塔上开有人孔和各种物料进出孔。空气以高速气流从底部吹入混合液柴油轻烃中，与混合液发生反应。反应后的气体在上面的出口排出，物料在底部的了料口排出。由于设计温度与环境相差很大，为达到更好的保温效果换热器。通常，这些容器制造安装容易，维护经济。压力容器标准中圆柱形容器的设计程序主要是基于线性弹性假设，有时允许局部区域有限的非弹性行为。外壳厚度是主要设计参数，通常是由内部压力控制，有时是由产生屈曲的外部压力控制。添加载荷不连续应力热应力在控制厚度的过程中也很重要。圆柱形容器的基本厚度主要是基于简化应力分析和建筑物料的许用应力。在不同的设计标准中基本方程有些变化。有些方程是基于厚壳方程。在这章节，这些理论将被讨论。另外，我们还将讨论圆柱形容器外压失稳在情形。薄壳方程对于弯板型结构，我们只讨论旋转壳。参考图，从中心，记为角，经向半径记为和锥形半径记为当轴是垂直时水平半径为。当沿坐标方向的壁厚为，根据下面的草图，我们得到残余应力。图旋转壳径向的残余应力由内压产生，对于膜壳，弯曲的影响可以忽略。所有的弯矩为零，进步推得由旋转对称产生的力的平衡导出下面的方程由于，我们解出和得以上两个方程是普通壳的旋转的结果。两个具体的例子对于球壳，半径为则得出对于圆柱形压力容器，半径为，则得出环向应力轴向应力这些结果与下面的结果致。考虑细长圆柱壳的半径为，厚度为，受内压为。薄壳是指壳的半径和厚度之比大于。如果圆柱壳的两端是封闭的，还受环向应力和纵向应力。壳的局部图如图所示。环向应力和纵向应力如图所示。外壳被假定为细长所以和沿厚度方向分布均匀。因此，这种情况下的和也称薄膜应力这种类型载荷不存在弯曲应力考虑切节的平衡，得出图圆柱壳得出考虑横截面的壳垂直于轴心，我们得出厚壳理论壳的半径和厚度之比小于，式和式将会不准确，这时将用到厚壳理论，厚壳圆柱形容器的内径为，外径为，受内压为，如图这种情况下的应力函数参阅附录由半径的函数给出图厚壳圆柱形容器和由边界条件决定。如果用表示径向应力用表示环向应力和用表示纵向应力，我们得出常量和由下面的边界条件决定将式代入式和式得出外径和内径之比记为，则我们得出径向和周向应力图显示出径向和周向应力的分布纵向压力垂直壳轴的面受力平衡得出假定纵向应力是薄膜应力的种，而且壳的厚度没有变化。因此，得出图径向和周向应力的分布值得提的是由式和推出的结果在远离不连续性区域处有效。对于中等厚壳，运用薄壳方程和平均半径，我们得出环向应力的方程。等值的环向应力，允许设计应力，得出将外径代入式得又等同的环向应力的允许设计应力得这些方程在锅炉及压力容器标准中主要是基于等同最大薄膜应力的容许应力，根据焊接接头效率校正。许用应力用稍后解释替代，在锅炉及压力容器标准中，式和式修改为在锅炉及压力容器标准中，方程变为在式和式中，代表内径，然而在式和式中代表外径。在上面两个式子中，为许用应力，是接头效率。用接头效率是因为圆柱壳容器通常是用焊接制造的。的值取决于壳上采用的焊缝的种类。圆柱壳的屈曲细长圆柱壳容器的中径为，厚度为，受外压为，只要它仍然是圆形，圆柱体是个稳定的配置，如果最初的椭圆，柱体将工作在不稳定工况，最终将屈曲。如果圆柱体足够长，端面的因素可以忽略，问题可以认为在二维平面内。总结径向方向上的受力，得出,总结切向方向上的受力见图，得出图壳单元的平衡代入,得假定圆形变形偏差可以忽略不计，得出其中是个常量因为，，所以对于弯曲壳体其中其中由的最小值为,得出对于短圆筒，端面轴向自由拓展径向拓展受到限制，推导出临界压力当很大时恩此，它和屈曲压力致，在中，在标准中，临界压力根据两种情况计算，还涉及到外径和壁厚之比。式的修改包括非线性屈曲。在上面的第种情况，安全系数取，第二种情况，可变的安全系数当时取，当时取。随着圆筒的厚度增大，屈曲停止在个合理的模式。在规范中，用组曲线来探究屈曲。当增大时，程序变得复杂，需要检查屈曲是在弹性屈曲或者是在塑性区域，压力容器的不连续应力举个特别的例子，在受内压为的圆柱形容器与半球形封头的连接处受不连续应力。为了简化，我们假设球形封头和圆柱壳的厚度相同。如果平均半径和厚度分别记为和，从而圆柱容器的环向和切向应力为球壳的环向和切向应力为受内压的圆柱壳体的径向增长受内压的球壳的径向增长是泊松比如果圆柱壳和球壳的部分分离，径向增长变为在实际的容器中，半球形封头和圆柱壳受剪切力和每单位周长上弯矩的约束。这些不连续应力在相邻的容器区域产生局部弯曲应力。在半球形封头和圆柱壳的边缘处的力产生的变形和坡口是相等的。如果等于零能关生大小的变形，过渡处的连续性将得到满足。地基上由于和受弹性的半无限长梁应用结果。代入弹性模量得衰减系数当时，把值代入式得分布在圆柱壳上的轴向应力和环向应力为当,泊松比为时,我们由式得轴向应力和环向应力为在式中，第数量膜的纵向应力沿容器的长度是常量等于。第二数量弯曲应力沿容器的长度改变。在式中膜环向应力等于沿容器的长度不变。压应力由于半径和弯曲应力的减小沿容器的长度改变当受的内压为材料的许用应力为圆柱形容器的内径为厚圆柱壳容器的内径为外径为，承受内压为最大环向应力的大小及位置最大径向应力的大小及位置平均环向应力厚圆柱壳容器的内径为外径为，如果许用应力为，可承受最大的内压为多少。厚圆柱壳容器的内径为承受内压为当许用应力为时，壁厚应取多少对于问题，如果用厚