在安全生产技术基础的备考中，新型压力容器的应力分析是一个重要的部分。
一、有限元分析
1. 知识点内容
- 有限元分析是一种数值模拟方法。它将连续的结构离散为有限个单元，通过对每个单元的分析来求解整个结构的力学行为。在新型压力容器的应力分析中，它可以考虑复杂几何形状、边界条件和材料特性的影响。例如，对于具有不规则曲面或多孔结构的压力容器，有限元分析能够准确地模拟应力分布情况。
- 其精度可以达到±5%，这使得它在需要精确结果的设计和安全评估中非常关键。
2. 学习方法
- 理解基本概念：首先要深入学习有限元的概念，包括单元类型（如三角形单元、四边形单元等）、节点的定义以及单元之间的连接关系。
- 掌握软件操作：学习使用专业的有限元分析软件，如ANSYS、ABAQUS等。通过实际操作案例来熟悉软件的建模、加载和求解过程。
- 案例分析：研究大量实际的有限元分析案例，尤其是与压力容器相关的案例。分析不同参数（如材料弹性模量、泊松比、载荷大小等）对结果的影响。
二、规则设计
1. 知识点内容
- 规则设计适用于简单结构的压力容器。它基于经典的力学理论和经验公式来计算应力。例如，对于圆柱形压力容器，在均匀内压下的环向应力和轴向应力可以按照简单的公式进行计算。
- 这种方法计算速度快，不需要复杂的计算机模拟，在初步设计和一些对精度要求不是极高的场合非常实用。
2. 学习方法
- 公式记忆：牢记各种简单结构压力容器的应力计算公式，并且理解每个参数的物理意义。
- 简单实例练习：通过做一些简单的规则设计实例题目，如计算直筒型压力容器在不同内压和壁厚下的应力，来加深对公式的运用能力。
三、适用场景对比
1. 有限元分析适用场景
- 当压力容器的结构复杂，如具有局部凸起、凹陷或者内部有复杂支撑结构时，有限元分析是更好的选择。另外，在进行疲劳分析、高温高压下的应力腐蚀分析等方面，有限元分析也能发挥其优势。
2. 规则设计适用场景
- 对于常规的、结构简单且制造工艺成熟的压力容器，如普通的直筒型储存罐，在初步设计和快速估算应力时可以使用规则设计方法。
四、换热器应力计算书编制要点
1. 结构分析部分
- 要明确换热器的结构组成，包括管束、壳体、封头等的几何尺寸和连接方式。对于管束的排列方式（如正三角形排列、正方形排列）要详细说明，因为这会影响应力的分布。
2. 载荷分析部分
- 考虑内压、外压、温度差引起的热应力等多种载荷。准确计算每种载荷的大小和作用方向。例如，内压会使容器壁产生环向和轴向应力，温度差则会在不同材料或不同部位之间产生热应力。
3. 应力计算部分
- 根据换热器的结构特点选择合适的应力计算方法。如果是简单结构的换热器部分，可以采用规则设计公式；如果是复杂的局部区域，则可能需要借助有限元分析结果。同时，要按照相关标准规范进行应力的校核，如ASME规范中的应力分类和允许应力取值方法。
总之，在备考安全生产技术基础中的新型压力容器应力分析部分时，要深入理解有限元分析和规则设计这两种方法的原理、适用场景，掌握换热器应力计算书的编制要点，并且通过大量的练习和案例分析来提高自己的应试能力。
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