换热器膨胀节有限元分析的有效单元剖分方法

针对多乙二醇塔再沸器膨胀节，分别采用比较规整的8节点六面体单元和软件自动剖分功能生成的四面体单元或五面体单元建立三维有限元模型，进行了有限元分析对比计算。提出在对膨胀节进行有限元分析时，保证其及附近区域内单元都是比较规整、均匀的8节点单元，才能得到较好的计算结果，而使用四面体或五面体得到的计算结果精度较差。
     到目前为止，对于一般空间问题只能自动生成8节点单元的蜕化元，即四面体或五面体单元，而不能自动生成所有单元都是较规则的8节点六面体单元的有限元模型，四面体或五面体单元是常应变单元．不能较好模拟应力变化较为剧烈的应力分布状态⋯ 。由于换热器所用膨胀节是弯曲应力变化非常剧烈的部位，因此，四面体或五面体单元用于换热器膨胀节的有限元应力分析效果不好。许多研究者在对膨胀节进行有限元分析时，为了回避
8节点单元模型建模烦琐这一问题，常常由有限元分析软件自动’生成单元网格。这样剖分的结果是在膨胀节及其附近高应力变化区形成大量极不规则的四面体单元或五面体单元，而该区域正是应力分布最为复杂的区域。文中提出在对膨胀节进行有限元分析时，保证膨胀节及其附近区域内单元都是比较规整、均匀的8节点单元时才能得到较好的计算结果，这种单元可以使用不协调位移模式，能够较好地模拟膨胀节、开孑L接管、弯曲梁及拱坝等受弯曲为主的工程结构 。为了验证这一结论，以多乙二醇塔再沸器膨胀节为例进行了有限元分析对比的计算。