基于ansys的压力容器壁厚优化设计

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1、基于ANSYS的压力容器壁厚优化设计虚拟与仿真张亚新,石传美(新疆大学机械工程学院,新疆乌鲁木齐830008)OptimalDesignoftheThicknessofPressureVesselBasedonANSYSZHANGYa-xin,SHIChuan-mei(CollegeofMechanicalEngineering,XinjiangUniversity,Urumqi830008,China)摘要:针对化工典型压力容器-高压反应器壁discussed厚设计,在满足工程要求情况下,以重量最小为优化Keywords:pressurevessel

2、;optimaldesign;目标,利用ANSYS10.0对该结构进行了优化分析ANSYS;finiteelement和设计,得到了最合理的结构形式和尺寸,最后,对计算机模拟分析中的关键影响因素进行了探讨.0引言关键词:压力容器;优化设计;ANSYS;有限元中图分类号:TH122在传统压力容器设计中,为保证容器安全性,设文献标识码:A计尽量增大壁厚,以增大容器承压能力.随着分析设文章编号:1001-2257(2009)08-0057-04计概念的提出,设计者更多地对压力容器的结构进Abstract:Inconnectionwithtypicalchem

3、ical行优化设计,通过这一过程可以提高产品设计刚度,engineeringpressurevessel-highpressurereactor满足技术指标及结构轻量化的目标.ANSYS软件design,underthesituationthatsatisfytheengi2通过将有限元法和优化技术有机结合起来,方便了neeringrequest,objectivewithamin-weight,get2设计人员进行分析设计.在优化中,有限元方法是重tingthemostreasonablestructureformandsizeby要方法之一.20世

4、纪60年代以来,随着计算机技术usedofsoftware-ANSYS.Finally,thekeyfactors发展,有限元方法迅速发展成为一种新的高效的数whichinfluencetheprecisionofsimulationwere值计算方法,并很快广泛应用到弹塑性力学、断裂力学、流体力学和热传导等领域.ANSYS系统是第一收稿日期:2009-02-23个通过ISO9001质量认证的大型工程分析类有限[2]朱利辉,邹轩,徐新华.基于LabVIEW的直流电机4结束语速度控制系统[J].仪器仪表用户,2006,13(1):14-基于15.LabV

5、IEW设计并开发异步电动机变频调[3]赵党军,杨帆,李国平.基于LabVIEW的直流电机速测控系统,完成系统硬件配置及控制和测量软件模糊控制系统设计[J].微计算机信息,2007,23(6-的开发.借助LabVIEW图形编程语言设计数字1):58-59.PID控制器,实现异步电机转速无静差调节,并且实[4]杨林,方宇栋.LabView控制步进电机[J].微计算机现转速及PID控制器输出波形动态显示,使得对电信息,2004,20(2):7-8.机的控制和测试变得智能化.在系统设计过程中,正[5]熊焕庭.在LabVIEW中数据采集卡的三种驱动方法确地设置P

6、CI2003数据采集卡的采样频率与采样[J].电测与仪表,2001,38(8):35-37.点数,对测控系统的精度至关重要.[6]潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术[M].北京:电子工业出版社,2003.参考文献:[1]杨乐平,李海涛,杨磊.LabVIEW程序设计与应用.2作者简介:何新霞(1966-),女,河南滑县人,工学硕士,副教授,主要从事计算机仿真及PLC应用方面的研究.版[M].北京:电子工业出版社,2005.1机械与电子22009(8)·57·元软件,在机械、土木和航空航天等领域有着广泛和长搜索法(gradient)和最优梯度法(DVswe

7、eps)5[1]良好的应用基础.种.因为求最小值不一定是优化的最终目标,所以目标函数在使用这些优化工具时可以不指出,但是必1优化设计基本原理[3]须要指定设计变量.优化问题的基本原理是通过优化模型的建立,优化方法是使单个函数(目标函数)在控制条件运用各种优化方法,通过满足设计要求的条件下迭下达到最小值的传统化方法.有2种常用的优化方代计算,求得目标函数的极值,得到最优设计方案.法,即零阶方法(sub-problem)和一阶方法(first-在一个设计优化工作之前,用3种变量来阐明设计order).零阶方法的本质是采用最小二乘法逼近,求[2]问题,优化问

8、题的数学模型可表示为:取一个函数面来拟合解空间,然后再对该函数求极MinF(X)=(x1,x2