FEA软件可以虚拟测试和预测工业设备设计，如压力容器、旋转机器、结构滑块和管道系统，在安装在海上平台和发电厂等重型设施时，将如何响应环境和操作负载。该软件与工程支持服务相结合，帮助Tolpa技术服务有限责任公司(TTS)处理亚特兰大、BP、雪佛龙、通用电气、金德摩根和Rohm & Haas等公司的项目。

这家位于德克萨斯州Hempstead的咨询公司专门为海上油气压缩行业的客户提供管道、设备设计和应力分析。Hubertina (Tina) Tolpa, TTS的首席工程师和所有者，使用来自匹兹堡Algor公司的有限元分析(FEA)软件。

超过25年的时间里，Tolpa集成了FEA软件和三维建模应用程序，用于设计，细节和数控(NC)制造与尺寸控制。她使用过许多商业FEA和管道分析系统，包括SAP, TRIFLEX, T-Pipe, Nu-Pipe, ADLPipe和CAESAR。“我们一直使用CADRE Pro导入AutoCAD三维CAD模型，用于梁和板的分析。执行代码检查的需求促使我们开始研究Algor。”

TTS探索创新的工程工作，而Algor的客户支持团队在必要时帮助她。Tolpa表示:“我们开发了一种用于浮式生产、储存和卸载(FPSO)气体压缩机滑块疲劳分析的定制方法。“我们的Algor支持工程师向我们展示了如何将所有压力负载组件放在一起进行分析，从而找到最大压力。这项技术以及计算旋转机械峰值速度和振动响应的能力是重大的技术突破。

“管道系统的应力分析是我们的核心应用，”Tolpa继续说，“但是，我们也扩展到包括非线性应力、线性动力学和机械事件模拟(MES)。”

TTS使用Algor的PV/Designer建模扩展器构建了压缩机排气瓶和脉动阻尼器的平板型模型。Tolpa说:“使用PV/Designer的压力容器建模向导，我们在大约30分钟内就完成了具有三个入口和单个出口法兰的瓶子。”

TTS对支撑气体压缩机及其驱动电机的基架进行了线性动力学分析。这种框架需要机器下面的抗振动介质，帮助机器运行更安静和更长时间，因为它限制了位移的振幅，从而减少疲劳影响。

瓶子承受着800psi的内部压力，以及出口法兰中心的节点力和力矩。在FEMPRO的出口法兰上增加梁单元，为节点载荷提供中心点。

线性静态应力分析确定了应力分布。Tolpa说:“分析结果让我们确定通过瓶身椭圆头的节流管的正确位置。”脉动瓶的大小是为了减少压力容器内驻波声的频率响应。”

在另一个应用中，TTS对支撑气体压缩机及其驱动电机的基本框架进行了线性动力学分析。Tolpa解释说:“这种类型的支撑橇需要机器下面的抗振动介质。”“一个设计良好的滑块通过限制位移的幅度，使机器运行更安静，使用时间更长，从而减少疲劳影响。”

TTS首先进行了带负载加强的模态分析，以确定固有频率。然后将模态结果用于频率响应分析，负载曲线表示横向、不平衡、跳闸水平和旋转机器的力，以计算振动力和峰值速度。Tolpa说:“我们的想法是，在电机-压缩机系统的固有频率和主振动频率下对基座进行激励，以确保操作应力水平在可接受的范围内。”分析结果证实了滑橇设计的抗振性能。

利用PV/Designer软件生成圆柱形槽和鞍形板单元的模型。
荷载是分步骤施加的，以找到屈服区域。MES的结果显示了永久变形可能发生的程度。

TTS使用MES来确定在结构抬升点所需的局部加固量。Tolpa说:“这种结构是典型的设备底座或框架焊接，我们处理。”“我们迭代地在底部、前面或后面添加板元素作为加固，然后进行模拟并检查结果，以查看效果。我们的目标是让最终位移与初始位移匹配，也就是说，没有显著的永久变形。”在最终的设计中，应力水平被控制，而在一个提升循环之后，残余位移被减少到可以忽略的水平。

Tolpa计划在接下来的TTS项目中继续使用Algor软件。“我们愿意
结合二维和三维流体流动分析来预测管道系统中确定的声学和流动引起的振动。”