基于ANSYS的矩形截面压力容器的参数化分析

王家海，李红梅，施玉安

（1. 同济大学 机械工程学院，上海 201804；2.上海北玻镀膜技术工业有限公司，上海 201614）

0 引言

压力容器是化工、石油、冶金、轻工、纺织、机械以及航空航天工业中广泛使用的承压设备。压力容器的基本要求是安全性和经济性，安全性是核心问题[1]。矩形截面容器是工业中常用的生产设备，由于其结构形状的复杂性，传统的常规分析方法具有局限性，对其进行结构分析很繁琐，甚至无法计算。因此，可以采用有限元分析方法对其进行应力分析，以保证其强度、刚度满足要求。

进行有限元分析时，需要反复进行“建模-网格划分、施加载荷约束-求解-结果后处理”，直到完成最终的结构设计。此过程中重复工作量非常大，延长了产品的设计周期。为了缩短设计周期，提高效率，对ANSYS进行二次开发，从而加快分析速率。

1 参数化分析

ANSYS分析问题时的标准步骤为：建立模型、划分网格、加载和求解、结果后处理。在实际工程应用中，需根据分析结果不断修改设计或对原有产品进行系列化设计，每一个新的设计都需要进行分析评定，分析时必须按照上述步骤进行，耗费了大量的时间，为了解决上述问题，利用ANSYS提供的参数化设计语言APDL进行参数化建模分析。

通过APDL参数化设计语言，建立相应的用户交互界面，就可以实现参数化的建模、参数化的划分网格、参数化的材料定义、参数化的加载和边界条件定义、参数化的分析控制求解和参数化的结果后处理[2]。分析流程如图1所示。……