水平管蒸发器薄管板设计计算及结构验证

管板拥有比较复杂的受力情况,为确保水平管蒸发器能更好地承担压力,并且最大限度降低制造成本,管板的设计和改进显得更为迫切。将各种设计标准比较,选出较为适合水平管蒸发器薄管板设计计算的管板计算式,对新型薄管板的厚度进行预计算,根据经验得出预设管板厚度。利用ANSYS对改进后的水平管蒸发器进行强度分析,验证薄管板的厚度是否符合要求。经过分析得到的结果充分表明新型薄管板满足了设计要求,并且管子的扭曲变形度能够使水平管蒸发器在使用时满足布液要求,从而在保证蒸发效率的前提下,实现了水平管蒸发器的轻量化设计。     

基于AN SYS的矩形容器强度分析及结构优化

针对传统的矩形容器设计方法存在的局限性以及设计过于保守的弊端,提出了利用ANSYS分析软件对矩形截面容器结构进行强度分析和疲劳分析,并得到了该矩形容器结构应力分布规律,最大应力发生在筒体的倒圆角处且最大应力强度值为279. 409 MPa。在满足强度和抗疲劳性能的要求下,以矩形容器结构的质量最轻为目标函数,利用ANSYS优化模块对矩形容器结构进行优化分析,使得优化后质量降低18. 86%,有效的降低了制造生产成本,提高企业经济效益。     

基于ANSYS的换热器管板应力评定

王战辉, 马向荣, 范针对换热器管板受力情况复杂,传统的理论方法难以计算其内部应力分布的现象。借助ANSYS有限元分析软件,以管程、壳程同时开的瞬间工况和正常操作的稳态工况为研究对象,考察其等效应力分布规律;并对其进行应力评定。结果表明：远离换热管和管板的连接区域,等效应力呈均匀分布,为薄膜应力;最大等效应力出现在换热管外表面和管板与壳体的连接处;温度变化明显的地方,热应力也相对较大;对7种工况进行应力评定,针对危险工况,进行改进,效果明显。研究结果对于管板的安全可靠运行提供一定的技术保障。     

不锈钢真空钎焊管板连接微观特征及残余应力有限元分析

采用拉伸试验机对304不锈钢管板结构真空钎焊强度进行了试验,运用金相和EDS方法分析了钎焊接头的微观组织特征。运用有限元ANSYS软件对微小尺寸不锈钢管板结构在真空钎焊过程中产生的残余应力进行了模拟。结果表明,应力集中出现在管板连接钎焊接头处,有限元分析获得了该处的残余应力分布规律。     

基于蜂窝夹套反应釜强度分析和结构设计

针对传统蜂窝夹套反应釜在结构设计时存在裕量过大，材料浪费等缺点，提出了利用有限元ANSYS软件对蜂窝夹套结构进行应力分析和疲劳校核，得到了应力强度最大点位于短管与夹套结构焊脚外壁处。在保证疲劳强度和应力强度条件下，采用ANSYS参数化语言对夹套反应釜的短管壁厚、短管直径、短管间距及夹套厚度等4个参数优化设计，并以整体结构的总质量最小作为设计的目标函数，分析结果表明优化后的质量降低了39.4%。课题组的研究成果缩减了生产制造费用，实现了降低结构质量和经济化的目标。     

基于ANSYS的高速吹灌旋一体机灌装系统组合机架结构优化

为了满足新型高速吹灌旋一体机可靠、低耗和轻量化的要求,同时为了降低新产品的成本,课题组对其组合机架进行优化。基于有限元分析软件ANSYS对原灌装机架进行应力和模态分析,结果表明机架的最大应力和最大变形均较小,机械强度远超设计要求。故课题组采用减薄底部法兰和矩形管厚度的方法对原组合机架进行轻量化改进。研究结果表明：改进后在保证机架满足强度要求的同时,不会发生共振,符合轻量化要求。课题组的研究降低了成本和能耗。     

基于ANSYS的平板封头矩形大开孔优化设计

针对矩形大开孔的拱形平板封头处结构复杂,常规计算方法难以进行应力分析的问题,课题组提出使用ANSYS软件进行模拟计算,并采取MPC接触方式使T型加强筋与其它部件相连接,得到该结构应力分布规律。在满足强度要求与疲劳性能的基础上,使用ANSYS优化模块对结构进行优化设计。分析结果表明：平板封头矩形大开孔结构在优化后质量减少19.6 %,实现了轻量化的目标,有效降低了生产制造成本。     

基于拓扑优化的折弯机结构优化设计

针对传统折弯机设计存在结构过于保守、笨重等缺点,以某数控液压折弯机为研究对象,利用Pro/E建立三维模 型,并根据有限元理论应用ANSYS Workbench软件对折弯机进行拓扑优化。以轻量化为目标,基于拓扑优化结果,给出 初步优化模型,再通过尺寸优化确定墙板和加强板厚度。最终给出满足强度刚度要求的结构优化方案,并使总体质量减 少。研究提出了在折弯机结构优化设计中,将拓扑优化与尺寸优化相结合的设计方法。     

基于ANSYS软件对压力容器开孔接管区的应力与疲劳分析

文章利用ANSYS有限元软件对压力容器开孔接管区进行应力分析，获得了开孔接管区的应力强度分布图，得到最大应力发生在筒体最高位置与接管的连接处，[HTK]最大应力强度值为247.478 MPa。然后利用ANSYS进行疲劳寿命分析，将有限元方法与疲劳寿命分析理论相结合，得到累积使用系数均小于1，即开孔接管部位满足疲劳强度的要求，因此该容器是安全的。通过此次分析再次证明了ANSYS软件为压力容器实际工程应用中提供了可靠的、高效的理论依据。     

基于有限元模拟的换热管与折流板碰撞研究

为了研究换热管与折流板的碰撞特性,基于漩涡脱落原理,建立了换热管振动的简化模型,并利用ANSYS非线性瞬态分析,研究简化模型分别在不同的间隙、流体力下换热管与折流板碰撞力随时间的变化规律。结果表明：当流体力偏大时,间隙越大,碰撞力越大;当流体力偏小时,间隙越大碰撞力越小。流体力越大,换热管与折流板之间的碰撞力 越大,但增长速率随流体力的增大而减小。     

硫化罐齿啮式快开结构优化设计

为了降低硫化罐齿啮噬式快开结构的应力,通常应对的方法是设计时增加法兰的厚度,因此结构较笨重,产品竞 争力不强。为此文中提出采用ANSYS对DN800硫化罐整体相连卡箍齿啮式快开结构进行有限元分析,得到各部位的应 力分布;在满足强度和抗疲劳性能的前提下,分别采用安全裕度法、JB 4732应力评定法对状态变量进行提取,以体积最 小为优化目标,对结构进行优化设计,优化后体积分别减少了12. 8%和14. 1%。比较发现采用安全裕度法对状态变量 进行提取,计算效率高,便于工程推广。     

过渡圆弧结构在火管锅炉中的应用

针对火管锅炉管板与壳体连接结构的设计过程中,常常依据设计者的经验设计而无法进行精确的结构优化。文章对给定的3种不同过渡圆弧半径的火管锅炉结构采用有限元分析方法进行热应力分析,得到连接管板与壳体的过渡圆弧应力集中部位,通过对比3种过渡圆弧半径的应力分布和位移状况,建议优化设计圆弧时R取值不宜过大,与此同时也要保证最大应力区的应力在许用的范围内,这对类似结构下的优化设计提供了有力的依据。     

基于ANSYS二次开发的圆柱壳双开孔接管应力分析

针对过程装备中经常遇到的圆柱壳双开孔接管结构模型,以ANSYS10.0为平台,Visual Basic6.0和APDL语言为开发工具,进行了参数化有限元平台设计,有效地提高了设计效率。并进一步利用此平台进行分析计算,得到了在不同载荷工况、不同接管间距下,相邻两接管间经向筒壁的薄膜应力强度分布规律,为此类结构安全评定及优化设计提供有效手段。     

基于ANSYS分析的安全阀研磨支架优化设计

针对目前安全阀阀座维修效率低,劳动强度大的难题,开发出新型阀座研磨维修设备。采用SolidWorks软件建 立研磨机构三维实体模型,根据理论力学原理对支架梁结构进行受力分析,将分离的支架模型导入Workbench中。基于 ANSYS静力学分析理论,对支架机构进行静力学分析,分别得到应力云图、变形云图。依据工程材料轻量化设计原则, 对支架进行综合优化设计,并从理论上验证支架结构的安全性能。对比优化前后支架主要参数的变化,结果表明：优化 后支架的质量和体积减少38. 7%,有效降低了生产成本。     

基于SolidWorks及ANSYS对集成块优化设计

为解决复杂液压阀块在传统设计制造过程中工作量大、易出错、效率低等困难,采用SolidWorks三维软件对其进 行设计和前处理,可提高工作效率,减轻工作强度。再结合ANSYS分析软件,对集成块进行强度应力分析,以保证制品 的可靠性。最终使阀决达到集成化程度高、性能优越的特点,达到优化设计的目的。     

基于ANSYS的压力容器表面凹坑缺陷安全评定分析

采用通用有限元程序ANSYS建立了移动式压力容器筒体外壁表面凹坑（轴向和周向）的有限元模型。结合筒体表面凹坑的应力理论计算，研究探讨了在恒定内压下，筒体表面凹坑缺陷处的应力分布与凹坑几何尺寸之间的关系。以第三强度理论作为仿真终止判据，获取凹坑各几何参量的阈值，利用MATLAB对阈值进行最小二乘拟合，绘制出凹坑缺陷的安全评估参考曲线。拟合结果表明：轴向和周向凹坑对筒体局部结构强度的影响不同，对应的安全评估参考曲线存在区别。     

基于Workbench的某V型六缸柴油机机体有限元分析

为了保证V型六缸柴油机机体的强度和可靠性满足设计要求，使用Solidworks建立了机体的实体模型，运用ANSYS Workbench的静力分析模块和Fatigue tool工具包，对机体各个气缸在最大爆发压力下的强度和可靠性进行分析。结果表明：其原有结构设计满足强度和可靠性要求，机体位移较大位置主要分布在机体缸盖螺栓附近，而出现应力集中的位置主要是机体上部、下裙部、轴承盖连接螺栓及其附近隔板区域。     

超临界CO2萃取釜卡箍式快开结构强度分析及优化设计

为了实现萃取釜的轻量化设计,采用ANSYS软件对60 L超临界CO2萃取釜进行有限元分析,得出萃取釜卡箍 式快开结构的应力分布;在满足强度和抗疲劳性能的前提下,分别采用安全裕度法和JB 4732应力评定法提取状态变 量,以体积最小为目标进行优化设计。结果表明：2种方法优化后的效果明显,优化后的体积分别减少了22. 5%和 24. 2%。优化设计达到了轻量化目的,同时为萃取釜卡箍式快开结构优化设计提供有益参考。