基于WORKBENCH平台参数化建模的橇座优化设计.pdf

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1、第41卷第1期石油化工设备Vo1．41No．12012年1月PETR0一CHEMICALEQUIPMENTJan．2012文章编号：1000—7466(2012)01—0033—03基于WORKBENCH平台参数化建模的橇座优化设计陈颖，李东芳，于真真，王海峰(海洋石油工程股份有限公司设计公司，天津300451)摘要：基于ANSYS软件WoRKBENCH平台，对成套设备橇座吊装过程进行模拟并对此进行优化设计。计算结果表明，参数化建模可以减少分析时间，方便快捷地对结构进行优化设计。优化后的模型在保证吊装安全的前提下，降低了橇座质量，为平台上安装节省了空间，达到了经济性与安全性兼顾的目

2、的。关键词：底橇；吊装；参数化建模；优化设计中图分类号：TE988；TQ050．2文献标志码：BSimulationofEquipmentSkidLiftingProcessBasedonANSYSWORKBENCHSoftwareCHENYing，L1Dong-fang，YUZhen—zhen，WANGHai—feng(OffshoreOilEngineeringCo．Ltd．，Tianjin300451，China)Abstract：LiftingprocessoftheequipmentskidbasedontheANSYSWORKBENCHsoftwarewassimula

3、ted，andthemodelwasoptimized．Theresultsshowedthatparametricmodelingcouldreducetheanalysistime，beingconvenienttooptimizethedesignofthestructure．Inthepremiseofensuringthesafetyoflifting，optimizedmodelreducingtheskidbaseweight，savingthemate—rial，andsavesspacefortheinstallationontheplatform，boththe

4、economyandsecuritycouldbewel1considered．Keywords：skidbase；lifting；parametricmodel；optimizedesign在石油化工等行业中，设备橇座起着承受设备WORKBENCH平台相比过去APDL界面来载荷及整体吊装的作用，其形式通常是空间刚架结说，在模型建立上更加简便，能够直接导人到模型划构。如果设计时考虑不周，在吊装过程中橇座容易分过程中，不存在模型导入的缝隙问题，是一种应用出现局部应力过大及变形，给吊装带来一定的危险。趋势，并且采用参数化建模可以很方便地对模型的在海上平台安装的设备，对其质量、空间及成本

5、有一结构尺寸进行修改，使结构的优化更加简单可行。定的特殊要求。因此，在保证橇座安全可靠的承载近几年，随着ANSYS等模拟软件的发展，采用数值设计载荷的同时优化橇座结构并降低其质量显得十模拟方法对设备吊装及结构优化已经有了较为成熟分必要。的发展，如大型设备专用吊具的有限元分析、模块吊文中应用ANSYSWORKBENCH对5万t半装优化设计等[1]。潜式自航工程船空压机总包项目中气水分离器以及橇座吊装分析难点：①吊装过程中吊耳处的接压缩机后冷却器共用的底橇进行参数化建模及有限触属于非线性接触，其求解过程是一个反复迭代的元分析。过程。②必须将底橇各元件当成一个系统进行分收稿日期：201卜

6、O9—1O作者简介：陈颖(1985一)，女，河北承德人，助理工程师，硕士，主要从事热能工程及石油设备设计工作。石油化工设备2012年第41卷析。在建模过程中，参数的定义要尽可能少，以便后在建模过程中，型钢的交汇位置采用布尔运算，期的修改优化。避免发生实体重叠。2．2约束及载荷l气水分离器及连带设备橇座简介假定插销与吊耳孔接触时，插销的刚度足够大，气水分离器规格(内径×名义厚度×长度)为可认为与插销接触的吊耳承压面上的节点受到径向1000mm×8mm×1500mm，质量(空重)位移的约束。I650kg。压缩机后冷却器(内径×名义厚度×长有限元计算时，在吊耳承压面上施加限制径向度)为9

7、00mm×10mm×2585mm，质量(空重)位移的约束，吊耳底部节点上施加合力等于吊耳设3000kg。底橇为简单的框架结构，由工字钢焊接计载荷值的节点力，吊耳约束示图见图3。此种吊构成，材料为Q235一B。耳约束方法虽然较接触算法略有偏差(吊耳处计算气水分离器与压缩机后冷却器载荷集中在橇座应力略小)，考虑到加载时安全系数为2．0，故计算的中部，气水分离器3个支腿置于底橇上，压缩机后结果可以符合安全要求。冷却器裙座置于1个环形钢板上。施加约束后分别在承压面上施加载荷，