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1、第47卷第8期Vol.47No.82010年8月TRANSFORMERAugust2010ANSYS软件在变压器油箱强度分析中的应用李晓峰（辽河油田电力集团公司，辽宁盘锦124010）摘要：介绍了应用ANSYS软件对变压器油箱进行强度分析的方法。关键词：ANSYS；变压器；油箱；强度中图分类号：TM402文献标识码：B文章编号：1001－8425（2010）08－0031－04ApplicationofANSYSSoftwaretoStrengthAnalysisofTransformerTankLI
2、Xiao-feng（PowerGroupCo.,Ltd.,LiaoheOilfield,Panjin124010,China）Abstract：ThemethodtoanalyzestrengthofthetransformertankwithANSYSsoftwareispresented.Keywords：ANSYS；Transformer；Tank；Strength确，则油箱结构不能确定。1前言应用ANSYS各种类型的板壳单元对大量产品随着变压器电压等级的提高及容量的增大，的油箱结构进行强度计算
3、，发现计算结果比较准确，变压器油箱的尺寸变得越来越大，在抽真空及正同时计算速度比较快的单元类型是四节点压工况下，油箱的变形及应力也将变大，如不进行SHELL181。对于油箱用钢材的应力-应变关系应简仔细地分析，将出现油箱变形过大、箱壁及焊缝开化为双折线（如图1所示），在计算中采用塑性迭代裂等问题。本文中笔者应用ANSYS软件对变压器处理，这样，油箱结构强度计算中应力与变形分布结油箱进行了有限元分析，根据实测结果对有限元果与实测结果比较接近。模型进行了修正，以使有限元计算结果与实测值一致。2油箱有限元模
4、型的建立2.1计算单元的选取及应力、应变关系的建立SIG在结构有限元分析过程中，计算结果的准确性主要取决于计算单元种类的选取，同时材料的应力、应变关系的建立也是十分关键的。变压器油箱为薄壁结构，应用壳单元是比较合EPS适的，同时变压器油箱所用材料为Q235或Q345钢材，为弹塑性材料，其应力应变关系为多折线关系。图1应力-应变关系的双折线模型如选SHELL63单元，其只能建立线性应力-应变关Fig.1Stress-strainbilinemodel系，因此对于油箱应力集中部位的应力计算结果不准确，而油
5、箱中应力集中正是油箱焊缝开焊、油箱撕2.2油箱计算模型的建立裂的主要原因。如果应力集中部位的应力计算不准通过以上的分析，确定油箱结构分析采用四节32第47卷点板壳单元SHELL181，材料应力应变关系采用双K8=KP(0,H1,-W1)折线，与油箱结构强度关系不大的部件忽略不予以A,K2,K6,K7,K3考虑，由于上下节油箱为螺栓连接，因此，上、下节油A,K6,K5,K8,K7箱分开进行强度分析是比较合适的。应用ANSYS的A,K5,K1,K4,K8APDL语言，对油箱模型进行自动生成。采用APDL…
6、………………………语言生成油箱模型有如下优点：油箱模型数据文件编制完成后，可应用ANSYS（1）油箱模型修改容易。软件读入，进行适当的操作，再应用布尔操作中的（2）可形成油箱模型的参数化输入，对于结构相AOVLAP或AGLUE命令使油箱各部件粘合在一近的油箱可节省大量的时间。起。最后对油箱各部件材料、厚度进行赋值，变压器（3）计算模型错误检查相对容易。油箱模型如图2所示。采用APDL语言生成油箱模型的命令流如下所示：/PMACRO/PREP7*AFUN,DEG!定义角度采用度ET,1,SHELL181
7、!采用SHELL181单元MP,PRXY,1,0.3!定义泊松比R,1,10!箱壁厚R,2,20!箱盖厚R,3,25!箱沿厚R,4,20!加强铁厚图2油箱模型L1=4480!油箱长Fig.2TankmodelLC1=L1/2+380!油箱器身中心线W1=1530!油箱宽H1=2810!油箱高3变压器油箱强度分析XYD=40!下箱沿尺寸变压器油箱模型生成后，可按以下步骤进行操XGD=140!上箱沿尺寸作：!***********************生成箱壁外图（1）对油箱进行有限元网格剖分，如果定义
8、的单K,,0,0,0!定义第一个KEYPOINT元尺寸足够小，则可采用自由剖分。K,,L1,0,0!……………………………（2）选择油箱受大气压力部分，进行面载荷加K,,L1,H1,0载，加载完毕后，按箭头模式显示载荷以观察压力方K,,0,H1,0向。K1=KP(0,0,0)!杷第一个KEYPOINT的号码赋值（3）位移约束加在箱沿螺栓位置。给K1（4）对求解控制（SolutionControls）各项进行设K2=KP(L1,0,0)!置，主要设置求解步
