基于ANSYS Workbench的加筋平盖的有限元分析.pdf

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1、·信息技术·吕凤娟，等-基于ANSYSWorkbench的加筋平盖的有限元分析基于ANSYSWorkbench的加筋平盖的有限元分析吕凤娟，王帅志，李超(山东科技大学机械电子工程学院。山东青岛266590)摘要：根据传统的计算方法对加筋平盖进行设计计算：然后利用UG软件对冻结壁模拟试验系统的加筋平盖进行建模；再用ANSYSWorkbench软件进行线性静力分析，并对分析结果进行校核。结果表明：该加筋平盖的应力强度评定为合格，设计方案合理、有效。关键词：加筋平盖；线性静力分析；应力集中；强度校核中图分类号：TP391．9文献标志码：B文章编号：1671．5276(20

2、15)03．0090．02FiIliteElementAnalysisofFlatCoverwithReinforcementBasedonANSYSWorkbenchLVFeng~uan．WANGShuai—zhi．LIChao(ColegeofMechanicalElectronicEngineering，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266590，China)Abstract：Thereinforcementflatcoverisdesignedaccordingtotheconventiona

3、lcalculationmethod．themodelofreinforcementflatcoveroffrozenwallsimulationtestsystemissetupusingUGandthenANSYSWorkbenchsoftwareisusedtodoitsstaticanalysislineady，andchecktheresultsoftheanalysis．Theevaluationresultshowsthatstressintensityofthereinforcementflatcoverisquali．fledandthedesig

4、nproposalisreasonableandefective．Keywords：reinforcedflatcover；ANSYSWorkbench；stressconcentration；intensitycheck0引言平盖是压力容器较常用的封头形式，而采用带加强筋的平盖不仅可以节省材料。还可以在最大压力和最大壁厚的限制下，选择价格较为低廉的材料，因此可大大降低生产成本⋯。然而，该平盖设计准则是基于“弹性失效”准则，对应于GBIS0规范系统，它是一种基于经验的设计方法，得出的结构强度结果比较保守，限制了容器整体性能的提高和材料的有效利用_2]。因此，在做好加

5、筋平盖的设计后，需要对结构的强度及稳定性进行有限元分析。进而对结构在使用中是否安全，作出评价。1加筋平盖的结构设计1一内矩形筋板；2一外矩形筋板；3一外圆形筋板；4一内圆形筋板图1平盖模型平面图该平盖为冻结壁模拟实验系统实验罐的上下端盖．根据试验系统的具体要求：设计温度为常温，设计压力为内外加强环的外直径，mm；n一径向筋板条数。d取dd，中压8MPa。材料类型为Q345R，弹性模量为206GPa．泊松较大的一个带入算出d。=559mm；d=1306mm；d=d，加比为0．3，抗拉强度为500MPa，屈服强度为325MPa。筋平盖的厚度可按式(2)带入计算：根据GB

6、150．1—150．4—2011《压力容器》，平盖设计方Pc案如图1所示。。．5／=165mm(2)N由GBI50-201l《压力容器》中查得：许用应力【]一6一平盖计算厚度，mm；P一计算压力，MPa；D一平为167MPa；该平盖计算压力为8MPa；暂定内12条筋板、盖计算直径，n3m；一设计温度下的许用应力，MPa；一外24条筋板；焊接接头系数0．85(NB／T47015—2011)；平焊接接头系数。盖计算直径为3100mm。径向筋板外径d的计算公式：筋板高度为300mm，矩形截面筋板其高厚比一般为d一()(1)5～8，为了节省材料取高厚比为8，则筋板厚度为30

7、0／8=1+sin180／n37．5mm。约取壁厚40mm。d一当量直径，mm；d一内加强环的外直径，mm；d，一作者简介：吕凤娟(1987-)，女，山东菏泽人，硕士研究生，主要研究方向为机电一体化系统设计。·90·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》