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1. 研究目的与意义
压力容器在其设计中，为了将自身的使用功能进行最大化的发挥，需进行适当的开孔处理。gb150-2-1998《钢制压力容器》推荐了两种补强形式，即补强圈补强和整体补强[1]。对于补强圈不适用的情况，就需要采用整锻件补强。
近年来通过对参数的简单修改进行限元分析在工程设计和分析中可极大节约研究时间，提高分析效率。以ansys为代表的有限元分析软件已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，广泛应用于一般工业和科学研究。但重复的建模分析则过于复杂，而vb语言编写接口程序编写一个友好的程序界面，通过对结构参数的简单修改，容易完成有限元分析，提高分析效率。
本课题将应用ansys有限元软件结合vb语言，分析在不同几何参数和操作参数下整锻件补强的具体要求，得出有益于工程实践的结论，为压力容器整锻件补强优化提供参考依据。
2. 国内外研究现状分析
整体锻件补强设计的应用优点主要为：能够使得整个压力容器的外壳应力值减到最小，几乎可以说是不会出现新应力点，从而获取到最大化的补强效果。但是，此种补强方式在其应用中，其客观因素限制较多。其中较为突出的一点是对于壳体的过渡需确保其平缓度。对于过渡中存在着的某一点过多应力需严格预控制。大量的实践结果表明，整体补强方式的整体效果较好，但是由于其对客观因素存在诸多要求，因此想要的施工操作难度较大，投入成本较高，相应的施工技术要求标准也大幅度提升。如果存在任何一项客观条件未达到相应标准的情况，则会对整个补强设计效果产生极为不利的影响[2]。
各国压力容器设计规范对于开孔及其补强的设计准则及计算方法略有不同，但其基本原则都基于孔边的应力聚中现象。由于压力容器用钢对延展性有较高的要求，亦即对局部地区的高压力均具有一定的再分布能力。各国压力容器设计规范基于此点并根据容器的运行条件(如是否属低循环疲劳容器等)而提出各种补强结构，并采用不同的补强设计准则而将接管周围的最大应力限制在某一定范围，因而得到了不同的开孔补强计算方法。这些开孔补强计算方法都经多年使用而证明它们在各自的使用范围内是可靠的。但要注意在借鉴国外规范时，应遵守其系统性，不应该在某一元件的计算中混合引用几个国家规范的相关条文[3]，这样可能导致设计体系的混乱。
在引用相关规范的同时可以根据需要适当的加入特定内容，例如美国燃烧工程公司的锅炉受压元件设计中的开孔补强方法基本上受美国a s m e法规第一篇动力锅炉的指导，但颇具自己的特色[4]。对于在筒体、集箱或成形端盖的内直径大于单孔直径的四倍而公称直径不大于51mm的焊接管孔、螺纹、螺拴或胀接管孔均不必进行加强计算。反之则按照asme法规实际补强方案。参照asme锅炉及压力容器规范国际性规范Ⅷ，整体锻件补强结构如图1所示，其中a1，a2，a3，a4，a5为补强锻件在满足强度和腐蚀要求的情况下，用于补强的有效金属面积[5]。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
用数值分析的方法对压力容器整锻件补强做出分析。在查阅文献的基础上综述整锻件补强应用场合、一般设计方法、受力特点、有限元软件参数化设计的方法和国内外研究进展等。应用ansys软件中参数化设计模块，通过编写和vb的接口程序，对整锻件补强进行参数化分析，能够大大简化专业的有限元分析过程，仅通过在简单的界面上填写参数，完成计算，就能得出分析结果并给出优化方案。
时间安排：
4. 研究创新点
无
