如何让分析法结果更可信
大开孔计算的疑惑一台设备设计压力0.8MPa，设备外径为720mm，由于材料GB150中没有，所以自己建立了个材料，许用应力为138MPa。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlKYADC37X2Ajx5QsDLqV25k1OBYYrNZPEUOSVcJibva6eiaiaWxR89Dic9g/640?wx_fmt=png
然后又建立了一些开孔：https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLl031pc4OxVGiauQvvMrBTRHas4ZYtM0Uzn7z13BqKxuP0Xrib9fzicPJgg/640?wx_fmt=png其中480和426的接管壁厚都是8mm，腐蚀为1.5mm。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlWAw6bKiaQFYgicUf2An5ichRCTLajxL6zuxm75R3ibNIvWA1XUt8Tibx3ibw/640?wx_fmt=png计算以后，除了426的管口，其余都通过了：
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLl8GCwAuyXHTpuBewMpNBM3h420MkCLCnqFqrSvjia3FWJfB4e53c216g/640?wx_fmt=png
为什么426的管口不通过，反而比它大的管口都通过了呢？
不应该是开孔越大越危险吗？
为什么会发生这么离奇的事情呢？
手动计算
为了找出原因，手动查一下426的接管，应力集中系数到底是多少。
426接管的λ=5.32，开孔率为0.573，厚度比=0.765.
查表i),虽然实际已经找不到曲线，但是可以看出大致的值，km大约为5.1
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlV6H9QibOppNUFlUib9Ox0wCT160pqdgqDpypVAzaweLhwI7lYiaNThsjw/640?wx_fmt=png查表k），0.765的线也是没有的，只能大致估算，Km大约为5.1
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlmX55KibP7UpPwc4xsBdN8VWZKKeOFuX3f67MntPB39eX9F1lBb04yPg/640?wx_fmt=png
由于在开孔率0.5~0.6时，厚度比0.7~0.8之间是没有曲线的，人工的查值肯定是不准确的，不过我们只需要一个大概值，所以Km大约在5左右。
所以按照PD/2t=34.4MPa，等效薄膜应力大约应为172MPa左右。
软件算出来290MPa，这个差距在哪里？
SW6怎么插值的？
一般情况，如果曲线找不到，会判定查值失败：
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLl3nYfygkhhNRaeeuV3ywsoAVucVY9wpkrdPDTlrHG6EhU89prIRGPBA/640?wx_fmt=png
而现在这个数据，对于开孔率0.5,0.6的曲线，当λ=5.33时，厚度比=0.7是超界的，理应弹出警告，但是程序还继续计算。
那么SW6究竟是如何插值的呢？
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLljHFkkj9rFDcQNJAb8Ec3VWlGmakSzv3VrJBVRicycTTkiaY1Ix0zHLLg/640?wx_fmt=png
在《GB150-211开孔补强分析法在SW6软件的实现》一文中，对于曲线的外延取值有详细的解释。
有兴趣的朋友可以下载来看看。
论文比较难懂，为了方便理解，我通俗介绍一下。
GB150的曲线是离散的，如果将开孔率用Z轴表示，λ用Y轴表示，厚度比用X轴表示，那么可以将所有的表堆叠、组合成一个假想的3D的切面。
完全不超界，则意味着对于给定的xyz值，上下左右前后都被上面两层的x0，y0，z0以及x1，y1，z1的组合坐标包裹，假设C000=（x0,y0,z0）, C111=(x1,y1,z1),那么所求就为C点。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kficxibDtzt96WjgdYqgKSJP23MT6hqLyhXfMh0rhOoHFCBQP5vALPWs7U9WtYqqlCLthelAHz4PxA/640?wx_fmt=png
实际情况没有那么完美，在边缘处，有时上层有数据，下层没数据，这时候计算软件没有直接认为是超界，而是试着将已知数据线的上下层包络线连起来，看所求点是否在包络面内。
如果在包络面内，说明还没有超界，如果在包络面外，才是真的超界了。
如何让分析法结果更可信
回到原来的问题，对于数据完备的插值，计算结果准确。
而对于某些输入，可能插值点位于包络面附近，造成插值的错误。
为了验证，在不同的机器上验证，查找原因。
最后和同事发现，自定义的材料含****符号，加上计算的值在包络面附近，可能是造成计算结果特别“随机”的原因。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kficxibDtzt96WjgdYqgKSJPspm2kGbYKIfznv9lsFPkOf5I3GTHbfWxncXwBI0gJmxggjRoXAtfIQ/640?wx_fmt=png
更换国产材料，然后注意将厚度比改为1附近，使得能够真正插值，计算结果才真稳定下来。
按照论文的描述，一般来说包络线的计算结果也是偏保守的。
但是由于在某些情况下，可能出现结果不稳定，从而造成计算结果不可信。https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kficxibDtzt96WjgdYqgKSJPAqcH4GIcvavMqOykdRibsBRQpZpelzHUR5QwwbMicKvA7qFviaFXHXRQA/640?wx_fmt=png那么如何让结果更可信呢，当然是让结果都落在有曲线的范围内。
我们观察一下大开孔分析法的曲线，发现开孔率0.5附近，厚度比0.6-0.9之间的曲线对应的直径厚度比范围比较窄，会造成插值都在包络面附近。
如果将接管与筒体厚度比改为1~2附近，将大大拓展直径厚度比的范围，大部分的数据都是可以真实查到的。这样的插值会比较准确。
所以对于薄壁的大开孔，建议接管壁厚最好大于等于筒体壁厚，使得插值点的都被真实的曲线包围。
这样算出来的结果比较可信，程序也不容易出错。
往期精彩:
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