[发明专利]超大型压力容器局部热处理加固建模及网格划分方法

说明书

本发明公开一种超大型压力容器局部热处理加固建模及网格划分方法，包括以下步骤：对模拟对象进行分析，利用三维造型软件建立三维实体模型，三维实体模型主要包括两个，其中一个为实际模型，命名为Part‑A，另一个为局部焊缝放大模型，命名为Part‑B；将Part‑A和Part‑B分别以.x_t文件格式导出，并将Part‑A和Part‑B导入到ABAQUS的同一个Models中；在草图模块绘制筋板的布置图，建立筋板拉伸Part‑C；将Part‑A在Part模块中复制并采用删除面的方法删除插入管，得到Part‑A‑1；对重点研究区域选择合适的位置分割等等。本发明通过有限元的手段提供一种考虑焊接过程局部热处理的加固方案建模及网格划分方法，对此类超大容器的结构完整性具有重要意义。

技术领域

本发明属于焊接数值模拟技术领域，具体地说是涉及一种超大型压力容器局部热处理加固建模及网格划分方法。

背景技术

压力容器是流程工业的核心设备，广泛应用于核电、石油化工、航空航天、医药生产等领域，并不断地向高温、高压、超壁厚、大型化发展。超大的、大壁厚的压力容器在焊接制造过程中不可避免的产生残余应力，为消除残余应力必须进行焊后热处理，焊后热处理能有效的降低接头焊接残余应力，对确保压力容器安全运行具有重要的意义。由于设备整体太大，不能进行整体热处理。采取局部焊后热处理是一个相对可行的方案，ASME BPV规范第Ⅲ卷核设施部件建造规则NE分卷的要求，当对容器采取局部焊后热处理时，沿容器整个圆周加热一个环形带。然而，对于超大直径的筒体，筒体全圆周加热一个环形带所需电功率过大，使得实施操作难度增大。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种超大型压力容器局部热处理加固建模及网格划分方法，该方法通过有限元的手段提供一种考虑焊接过程局部热处理的加固方案，对此类超大容器的结构完整性具有重要意义。

本发明所采用的技术解决方案是：

一种超大型压力容器局部热处理加固建模及网格划分方法，包括以下步骤：

步骤1：对模拟对象进行分析，利用三维造型软件建立三维实体模型，三维实体模型主要包括两个，其中一个为实际模型，命名为Part-A，另一个为局部焊缝放大模型，命名为Part-B；将Part-A和Part-B分别以.x_t文件格式导出，并将Part-A和Part-B导入到ABAQUS的同一个Models中；

步骤2：在草图模块绘制筋板的布置图，建立筋板拉伸Part-C；

步骤3：将Part-A在Part模块中复制并采用删除面的方法删除插入管，得到Part-A-1；在装配模块中进行布尔运算，用Part-A-1去切Part-C，得到有缺口的阵列筋板Part-C-1，并将多余部分删去；

步骤4：在部件模块中复制两个Part-B，采用删除面的方法分别创建Part-B-1和Part-B-2；

步骤5:在装配模块中添加Part-B-1，将阵列筋板Part-C-1朝向筒体轴线的方向平移较小的距离，进行布尔运算，用Part-B-1去切Part-C-1，得到新的阵列筋板Part-C-2；

步骤6：在装配模块中重新添加Part-B-1，将Part-B-1和Part-C-2进行合并，几何相交边界选择保持，得到Part-D；

步骤7：建立壳单元Part-E，在装配模块中用Part-E去切Part-D，得到Part-F；在部件模块中，按照筋板高度的要求对每块筋板进行切块，并采用删除面的方法删除筋板两侧及上部多余的块；

步骤8：在装配模块中添加Part-B-2，将Part-F和Part-B-2进行合并，几何相交边界选择删除，得到Part-G完成建模工作；

步骤9：对整个模型进行分区切出重点研究的区域，建立一个拉伸壳单元Part，该壳单元的截面形状和加热带的形状一致，在装配模块进行布尔运算，切出加热带区域；