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【SAD答辩】历年分析设计答辩试题问答系列之一

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1. 自我介绍(毕业大学、所在公司、从事的工作等)?

2. 介绍自己的分析答辩报告:模型建立、载荷与位移边界条件、分析结果、后处理、结论等?

3. 压力容器常规设计与分析设计区别?

【常规设计法】以弹性失效为准则,以薄膜应力为基础,来计算元件的厚度。限定最大应力不超过一定的许用值(通常为1倍许用应力)。对容器中存在的较大的边缘应力等局部应力以应力增强系数等形式加以体现,并对计及局部应力后的最大应力取与薄膜应力相同的强度许用值。GB/T150标准中的内压圆筒、球壳的厚度即是针对元件中的薄膜应力(一次总体薄膜应力),并控制在1倍许用应力水平进行计算的。而对椭圆封头、碟形封头的厚度则是计及封头及圆筒边缘效应的局部应力,并将其与薄膜应力叠加后的最大应力控制在1倍许用应力进行计算的。常规设计方法简明、但不臻合理,且偏保守。

【分析设计法】以塑性失效及弹塑性失效准则为基础,计及容器中的各种应力,如总体薄膜应力、边缘应力、峰值应力,进行准确计算,并对应力加以分类,按照不同应力引起的不同破坏形式,分别予以不同的强度限制条件,以此对元件的厚度进行计算。按该法设计的容器更趋科学合理、安全可靠且可体现一定的经济效益。JB/T4732标准中对各种元件的厚度计算即是建立在应力分析基础上并采用了第三强度理论。其中内压圆筒、球壳的计算公式形式上虽与GB/T150的相应公式相同,但其计算意义是完全不同的。

分析设计由于区别了各种应力的性质和作用,充分发挥材料的承载潜力,因此对材料和制造、检验提出了较高的技术要求。

4. JB/T4732适用范围?

1). 设计压力大于等于0.1MPa且小于100MPa的容器;

2). 真空度高于或等于0.02MPa的容器;

3). 设计温度应是低于刚才蠕变控制其许用应力强度的相应温度。

5.  锥壳小端用1.1倍许用应力控制原因?

局部应力区是指经线方向延生距离不大于(Disδr/2)0.5应力强度超过1.1倍的许用应力的区域,按照分析设计标准JB/T4732,应采用1.5倍许用应力进行控制。对于锥壳小端,整体应力水平较高,若采用1.5倍许用应力进行控制,局部薄膜应力大于1.1倍许用应力的范围将超过(Disδr/2)0.5因此为保证安全,此处采用1.1倍许用应力作为控制值。

6. 虚功原理和圣维南原理?

【虚功原理】又称虚位移原理,是拉格朗日于1764年建立的。其内容为:一个原为静止的质点系,如果约束是理想双面定常约束,则系统继续保持静止的条件是所有作用于该系统的主动力对作用点的虚位移所作的功的和为零。

【圣维南原理】是弹性力学的基础性原理。其内容为:分布于弹性体上一小块面积(或体积)内的荷载所引起的物体中的应力,在离荷载作用区稍远的地方,基本上只同荷载的合力和合力矩有关;荷载的具体分布只影响荷载作用区附近的应力分布。还有一种等价的提法:如果作用在弹性体某一小块面积(或体积)上的荷载的合力和合力矩都等于零,则在远离荷载作用区的地方,应力就小得几乎等于零。

7. 反应谱分析和时程分析?

【反应谱分析方法】是一种拟静力方法,虽然能够同时考虑结构各频段振动的振幅最大值和频谱两个主要要素,但对于持时这一要素未能得到体现,震害调查表明,有些按反应谱理论设计的结构,在未超过设防烈度的地震中,也遭受到了严重的破坏,这充分说明了持时要素在设计中应该被考虑。反应谱方法忽略了地震作用的随机性,不能考虑结构在罕遇地震下逐步进入塑性时,因其周期、阻尼、振型等动力特性的改变,而导致结构中的内力重新分布这一现象。反应谱方法假设结构所有支座处的地震动完全相同,忽略基础与土层之间的相互作用。

【时程分析法】是对结构动力方程直接进行逐步积分求解的一种动力分析方法。时程分析法能给出结构地震反应的全过程,能给出地震过程中各构件进入塑性变形阶段的内力和变形状态,因而能找出结构的薄弱环节。这种方法是一种相对比较精细的方法,不但可以考虑结构进入塑性后的内力重分布,而且可以记录结构响应的整个过程。但其只反应结构在一条特定地震波作用下的性能,往往不具有普遍性

8. 对称面和反对称面力及位移的边界条件?

对称面上法向位移为零,切向方向应力为0;反对称面上切向位移为0,法向应力为0。

9. JB/T4732允许使用补强圈吗?

1). 钢材的标准常温抗拉强度下限值小于或等于540MPa;

2). 补强圈厚度小于或等于1.5倍壁厚;

3). 回转壳名义厚度小于等于38mm。

10. 新固容规安全系数的调整,抗拉强度变成2.4,对哪些材料有影响?

对高强度钢影响较大,对碳钢和低合金钢影响较小。

11.  应力概念:一次应力、二次应力及峰值应力,并举例子?

【一次应力】为平衡压力与其他机械载荷所必须的法向应力或剪应力。对理想塑性材料,一次应力所引起的总体塑性流动是非自限的,即当结构内的塑性区扩展到使之变成几何可变的机构时,达到极限状态,即使载荷不再增加,仍产生不可限制的塑性流动,直至破坏。一次应力分为:一次总体薄膜应力(例如:各种壳体中平衡内压或分布载荷所引起的薄膜应力);一次局部薄膜应力(例如:在壳体的固定支座或接管处由外部载荷和力矩引起的薄膜应力);一次弯曲应力:平衡压力或其他机械载荷所需的沿截面厚度线性分布的弯曲应力(例如:平盖中心部位由内压引起的弯曲应力;均匀布置的典型管孔带)

【二次应力】为满足外部约束条件或结构自身变形连续要求所需的法向应力或剪应力。二次应力的基本特征是具有自限性,即局部屈服和小量变形就可以使约束条件或变形连续要求得到满足,从而变形不再继续增大。只要不反复加载,二次应力不会导致结构破坏。(例如:总体热应力和总体结构不连续处的弯曲应力);

【峰值应力】由局部结构不连续或局部热应力影响而引起的附加于一次加二次应力的应力增量。峰值应力的特征是同时具有自限性与局部性,它不会引起明显的变形;其危害性在于可能导致疲劳裂纹或脆性断裂。(例如:壳体接管连接处由于局部结构不连续所引起的应力增量中沿厚度非线性分布的应力;复合钢板容器中复层的热应力)。

12. 总体结构与局部结构不连续?

【总体结构不连续】系指几何形状或材料的不连续,使结构在较大范围内的应力或应变发生变化,对结构总的应力分布与变形产生显著影响,例如:封头、法兰、接管、支座与壳体的连接处,以及不等直径或不等壁厚的壳体连接处等。

【局部结构不连续】系指几何形状或材料的不连续,它仅使结构在很小范围内的应力或应变发生变化,对结构总的应力分布和变形无显著影响,例如:小的过渡圆角处,壳体与小附件连接处,以及未完全熔透的焊缝等。

13. 分析设计中地震力如何考虑?

可以施加水平和竖直方向的地震加速度来考虑地震力对设备的影响。

14.不规则区域进行六面体网格划分?

1)采用体映射网格划分:该体的外形应为块状(6个面)、楔形(5个面)或四面体;体的对边必须划分相同的单元数或分割符合过渡网格形式适用于六面体网格划分;如果体是棱柱或四面体,三角形面上的单元分割数必须是偶数。组成体的面数超过上述条件限制时,需减少面数以进行映射网格划分。可以对面进行加或连接操作,如果连接面有交界线,则线必须连接在一起,必须连接面后连接线。
2)采用体扫掠方法网格划分:可以从一边界面网格扫掠贯穿整个体(该体必须存在且未划分网格)生成体单元。如果源面网格有四边形网格组成,则生成六面体网格。如果面由三角形网格组成,则生成楔形单元。如果面有三角形和四边形组成,则体由楔形和六面体共同填充。
3)对不规则形状的体切割成一个个相对规则的体,指定体的每条线的划分份数,采用六面体形状单元进行网格划分。

15. 应力等效线性化原理?

线性化处理方法来源于板壳理论。在板壳理论中,薄膜应力和弯曲应力都是平行于中面的正应力,分别沿厚度均匀分布和线性分布。而横剪应力沿厚度呈抛物线分布,它既不是薄膜应力又不是弯曲应力。所谓等效线性化处理就是把计算应力分布曲线根据静力等效原理将应力分解成3个部分,一部分是与合力等效的,沿截面厚度(或沿应力分类线SCL)均匀分布的薄膜应力;第二部分是与合力矩等效的,沿截面厚度(或SCL)线性分布的弯曲应力;第三部分是合力和合力矩均为零的沿截面厚度(或SCL)非线性分布的峰值应力。

   

以上收集的问题仅供参考,有些答案总结的可能不合适,欢迎大家进行讨论!

从上面的问题也可以看出,答辩老师所问的不仅涵盖分析设计,还有很多常规设计的问题,主要还是靠平时工作的积累。而且不同答辩老师关注或研究的课题不同,所问的问题也有很大的区别。所以答辩能否通过随机性很大,但具备扎实的专业基础和熟练的操作水平答辩通

来源:ANSYS分析设计人
振动疲劳断裂非线性裂纹理论材料控制SCLANSYS
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首次发布时间:2023-08-26
最近编辑:8月前
ANSYS分析设计人
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