基于ANSYS Workbench的声速剖面仪检测压力罐在预应力下的模态及谐响应分析.pdf

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1、I匐似基于ANSYSWorkbench的声速剖面仪检测压力罐在预应力下的模态及谐响应分析Thepre-stressedmodaIandvibrationanalysisofthesoundvelocimeterdetectingPressuretankbasedonANSYSWorkbench舒竞翔，王收军，李志伟，张宝峰SHUJing—xiang，＼／＼『ANGShou--jun，LIZhi．wei，ZHANGBao—feng(天津理工大学复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津300384)摘要：声速剖面仪

2、是一种测量声波在水中传播速度的精密水声仪器，同时通过温度及压力传感器测量环境的温度和压力。声速剖面仪的标定检测就需要在模拟其工作环境的搅拌压力罐中进行，压力罐底部的磁力搅拌在工作时产生振动。为了分析没计能否成功的克服共振、疲劳及其他受迫振动引起的损害，并得到其工况下的变形以保证仪器测量精度，应用ANSYSWorkbench仿真软件通过预应力下的模态及谐响应分析完成对压力罐在工作状态下的数值模拟分析。分析结构表明：压力罐在海水搅拌作用力下，其应力和应变及振动大小满足要求，为精度保障提供了依据。关键词：压力罐；搅

3、拌预应力；模拟仿真；模态分析；谐响J丑分析中图分类号：TH112文献标识码：A文章编号：1009-0134(2014)11(下)-0088-04Doi：10．396~cl／J．issn．1009-0134．2014．11(下)．250引言6：2[o]一P。声速剖面仪是一种测量声波在水中传播速度其中p。为计算压力，Di为内径，]为设计温的精密水声仪器，同时通过温度及压力传感器测度下的许用应力，巾为焊接头数，6为壁厚。量温度和垂直深度，能够快速、有效的为测深仪封头设计采用椭圆形封头，由于其封头深度等声呐设备校正测

4、量误差，提供实时声速剖面数较浅，冲压加工相对容易，标准椭圆形封头可以据n但在声速剖面仪自身标定校验时，需要保证检达到与简体等强度，是国内外广泛采用的中低压测的环境与其工作环境相符，这就需要设计出具容器的封头形式，其强度计算公式：有搅拌功能的压力罐来完成检测工作。工作时，检测设备安装于压力罐内部，压力罐工作时的变6：2[0]巾一0．5p形将直接导致检测数据精度的改变，所以对压力罐体结构进行力学分析十分必要。由于压力罐上其中I。安装有旋转设备，为验证设计能否成功克服共其中P为计算压力，Di为内径，]为设计温振、疲

5、劳及其他受迫振动的产生的损害，对其模度下的许用应力，为焊接头数，6为壁厚，hi为态和谐响应分析具有十分重要的意义。因此本文短轴长。利用ANSYSWorkbench平台，对检测压力罐进行1．2立式支座设计预应力下的模态及谐响应分析，计算出压力罐体立式支座采用支撑式支座，在容器封头底部结构在预应力下的振动特性和周期性响应。焊上数根支柱，直接支撑在基础地面上。根据JB／1设计方法T4724采用B型支撑式支座，并且在支座与封头之1．1主要受压元件设计间添加垫板，改善壳体局部受力情况。压力罐采用强度理论设计，为满足检测

6、操作根据以上理论依据进行压力罐的设计，在采用立式压力容器，内压圆筒强度计算公式：SolidWorks中建立其几何模型如图1所示。收稿日期：2014-06-27基金项目：海洋公益性行业科研专项经费项目(201305034)作者简介：舒竞翔(1990一)，男，河北石家庄人，硕士，研究方向为流固耦合。【88】第36卷第11期2014—11(下)连接处。【5】唐海蜂，黄勤，丁棒，孟忠良．基于ANSYS的压力容器应力2)压力罐在工作预应力下的6阶固有频分析【J】．制造业自动化，2013，08：1-2+5．[6]易亮，向

7、中凡．基于ANSYS的典型压力容器应力分析[J]．率和振型。其频率分别为42．84Hz、43．25Hz、企业技术开发，2012，02：8485．82．20Hz、153．87Hz、193．49Hz和196．79Hz。[7】NumericalSolutionOfF1llid．S~ctureInteractionInLiquid—3)压力罐在210Hz~270Hz之间被测位置产生FilledPipesByMethodOfCharacteristics[J]．ChineseJournal较大应力和位移。ofMecha

8、nicalEngineering．2007，03：44-49．【8】沈峰，黄懿，陆建国．基于ANSYS的压力容器的应力分析参考文献：与壁厚优化设计【J】．化工装备技术，2012，04：22—24．[1】关致和，赵先龙，王莉娜．声速仪标定系统【J1．气象水文海[9]N1．1meriCa1InVestigatiOnonF1UidStruCture洋仪器，2004：38—42．InteractiOnCOn