筋板结构对搅拌器封头加强效果的数值模拟.pdf

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1、第13卷第4期工程设计学报VOl.13NO.42006年8月JournalofEngineeringDesignAug.2006筋板结构对搅拌器封头加强效果的数值模拟陈利9吴大转9王乐勤(浙江大学化工机械研究所9浙江杭州310027)摘要:为了有效降低搅拌器封头的交变应力强度幅9对一台搅拌器在不同加强形式下的加强效果进行了数值模拟9研究了加厚管壁增加筋板数目增加筋板高度三种加强方式对封头应力分布的影响和对最大应力的减弱作用9提出了最有效的加强筋结构形式-计算结果表明9在三种加强方式中9增加壁厚对降低应力作用不明显9而增加筋板高度能

2、大幅度降低应力9效果最为明显-该结果可以为搅拌器封头加强筋的设计提供参考依据-关键词:搅拌设备;有限元分析;疲劳分析;补强设计中图分类号:T051文献标识码:A文章编号:1006'754X(2006)04'0241'04NumericalsimulationofintensifiedeffectofstiffenedplateonstirrerheadC-ENLi9WUDa'zhuan9WANGLe'gin(InstituteOfChemicalmachine9ZhejiangUniversity9-angzhOu3100279C

3、hina)Abstract:InOrdertOeffectivelydecreasethealternativestressamplitudeOfstirrerhead9numeri'calsimulatiOnOftheintensifiedeffectOfOnestirrerunderdifferentintensifiedmethOdsisputfOr'ward.EffectOfstressdistributiOnOnstirrerheadanddecreasingresultsOfmaximalstressOfthethre

4、eintensifiedmethOds9namelyincreasingthicknessOfnOzzle9addingthenumberOfstiffenedplateandenhancingtheheightOfstiffenedplate9arestudied9andthenthemOsteffectivestruc'tureOfstiffenedplateispresented.Theresultsindicates9thatamOngthethreeintensifiedmeth'Ods9increasingthethi

5、cknessOfnOzzlehasnOObviOuseffectOndecreasingstress9whileenhanc'ingheightOfstiffenedplateperfOrmsverywellinthisaspect9whichcanactasareferencefOrde'signOfthisstructure.Keywords:stirrer;finiteelementmethOd;fatigueanalysis;ribbedslab搅拌设备广泛用于化工石油食品造纸冶金凸形封头上加筋大幅度降低了主体壁厚9并对筋

6、板等行业9是应用最广泛的化工设备之一-容器封头上截面数目和长度的选取给出了一些建议9但并未讨安装搅拌装置的接管受到装置重力和来自流体的周论筋板高度对封头应力的影响9且其中确定筋板数期性力与力矩的作用1'2目的方法过于保守-9容易发生疲劳破坏9通常需要通过合适的加强结构来有效控制最大应力幅-工程上常用的有三种补强形式9即加厚管壁增加强筋板是常见的封头补强形式9然而在搅拌装置加筋板数目增高加筋板9本文通过一台搅拌设备封的设计过程中9筋板数量和具体尺寸等的确定通常头的应力分析对这三种常见的加强形式的补强效果依靠经验9缺少有效的计算和分析

7、依据9使得工程上进行比较分析9以期对工程应用提供有效的分析方对筋板结构的设计存在一定的盲目性9因此关于筋板法和补强方法-的加强效果的研究工作有着重要的工程意义-计算模型王怀彬等3分别从试验和有限元角度对无任何加强的大开孔封头和有十字加强筋的大开孔封头进.封头参数行了比较9分析了加强筋的补强作用;刘锋等4在搅拌反应釜平盖封头的设计中9采用了加筋结构9对较某搅拌器封头局部结构如图1所示9封头上有厚的封头结构进行了改进设计;唐超5通过在外压6个接管9中间顶部接管上安装着电动机减速器收稿日期:2005'07'31.作者简介:陈利(180)

8、9女9陕西咸阳人9博士生9从事流体装备结构强度以及流场数值模拟研究9E'mail:jerryjerryzju.edu.cn.242工程设计学报第13卷搅拌轴等装置,封头内径为4200mm,封头厚度为力差Sij,Sij=6i-6j.14mm.顶部接管