基于ANSYS Workbench的换热器管板有限元分析

换热器简化模型建模需要解决换热管实体-梁单元耦合问题,通常采用ANSYS APDL,需要命令流编写,过程复杂。利用ANSYS Workbench中的Name Selection和Object Generator功能,不需要命令流编程,即可解决换热管实体-梁单元耦合问题,实现ANSYS Workbench界面环境下换热器管板简化模型建模和应力分析。为换热器的有限元模型建模提供了一种新的更加简便的方法。     

基于ANSYS的管板有限元分析及其优化设计

换热器中的管板除了承受管程压力和壳程压力乊外,还要承受热流体和冷流体由于温度梯度所带来的温差应力,管板的受力情况复杂多变,严重影响换热设备的经济性和安全性。利用ANSYS有限元分析软件对管板进行了应力和热-应力耦合分析,比较了其应力云图的分布特点,再对7种工况下的应力进行评定,最后以管板质量为目标函数,以管板厚度为设计变量,以管板最大应力为状态变量,对管板进行结极的优化分析,所得结论对于换热器中管板的优化具有一定的指导意义。     

固定管板换热器非均匀布管结构应力分析

某项目中固定管板式换热器的管板仅上半部分布管,下部分筒体未布管区有较大开孔,且筒体上设计有膨胀节。采用ANSYS软件对设备整体进行分析计算,对比分析了此类结构有无膨胀节的区别,并对该结构进行改进以满足工艺要求。根据JB/T 4732—1995(2005年确认)《钢制压力容器—分析设计标准》对设备进行强度和热应力评定,并为该类型非均匀布管式换热器的设计提供参考。     

有限元应力分析在特殊管板设计中的应用

针对氨水易挥发的特性,利用自然循环蒸发器原理设计出一种新型结构,将汽提塔和换热器做成一台设备,可以减少外循环,操作可靠,结构紧凑,节约成本。但由于其固定管板中央循环管远大于其余换热管,利用现有的各国规范、标准均无法计算此管板。通过有限元分析技术建立了热分析和结构分析的有限元模型,并对分析结果进行了评定,解决了该管板的设计计算,为工程应用提供了一种实例。     

固定管板式换热器管板强度的有限元分析

某公司根据GB 151按照常规设计方法设计了一台冷凝器,结果发现由于管板厚度（200mm）过大造成工艺条件无法满足。为了对管板进行合理的设计,使其既满足强度要求也满足工艺条件,利用有限元计算软件对管板进行了详尽的计算与分析,调整管板厚度为150mm,并依据JB 4732《钢制压力容器——分析设计标准》对其安全性进行了评价。     

换热器管板应力有限元分析与结构优化

利用有限元分析方法,建立在给定工况条件下的换热器管板有限元模型,进行管板有限元求解,依据JB4732-95对其进行安全性评价;根据评价结果提出改进措施,进行管板的结构优化。该方法为企业改进设计,提高产品设计质量,具有借鉴意义。     

椭圆形管孔管板应力强度的有限元分析

为比较管板在不同形式管孔下的应力强度,分别在UG中建立了八分之一模型,即圆形开孔和椭圆形开孔的管板结构。在ANSYS中进行温度场和应力场的的分析。对计算结果进行分析,结果表明在本文计算工况下,圆形开孔的管板应力值与椭圆形开孔的管板应力值相比,其值很大且分布很不均匀,在管板中心布管区域的应力比较大,出现应力集中。而椭圆形开孔的管板,应力值普遍较低,应力的分布比较均匀。目前,所有的标准均是针对圆管的,这样的结果为工程实际应用提供了依据。     

大型固定管板式换热器管板稳态温度场及热应力场分析

采用有限元分析软件ANSYS,对某大型固定管板式换热器管板的稳态温度场和热应力场进行了三维有限元分析。采用APDL语言建立了包括管箱、筒体和2433根换热管在内的四分之一管板的参数化模型。分析了对流边界条件下管板的温度场和相应的热应力场,提出并论证了温度场和热应力场迭代计算的必要性,得到了该边界条件下管板温度场和热应力场的分布规律。     

基于ANSYS/FE-SAFE的无人机复合材料机翼疲劳分析

计算了某无人机复合材料机翼的静强度,使用局部应力-应变疲劳分析理论,基于正弦载荷激励,按照累积损伤理论和雨流计数法则,应用ANSYS/FE-SAFE软件,分析了此无人机机翼的疲劳寿命,为复合材料机翼疲劳分析提供了新的分析途径.     

基于ANSYS建模的风力机叶片模态分析及稳定性分析

以1MW水平轴风力机叶片为例,应用ANSYS有限元软件,通过APDL参数化语言实现风力机叶片的有限元建模。模型建好后可以直接设置单元类型、材料参数、剖分网格,进行有限元计算。本文主要利用ANSYS建模技术对风力机叶片进行模态分析及稳定性分析。     

玻璃钢内衬钢塑复合管道应力分析

建立了玻璃钢内衬钢塑复合管道内衬应力的物理模型 ,给出了应力分布规律 ,并对内衬中应力的分布对产品性能的影响做了初步的讨论     

积分方程求解复合材料开口板的应力分布

开口结构在各种结构中所占比例非常大,因此对其强度分析具有重要的意义。复合材料开口结构的应力集中系数要明显高于均质材料,应力状态取决于材料的非均质度、孔口几何形状及荷载大小。本文根据非均质各向异性弹性理论,对含椭圆孔的正交各向异性板的孔边进行应力分析,提出了积分方程法求解方案。这里,平面的应力场是借助于保角映射的方法通过复变应力函数得到的。按所建立的数学模型对含有椭圆孔型的复合材料板进行应力分析,针对不同荷载状况和它们对孔边应力集中系数的影响进行探讨。     

基于ANSYS的大型风机叶片建模研究

有限元校核分析是叶片设计过程中的重要一环,而叶片外形与结构的复杂性决定了其有限元模型的建立将十分繁琐.本文针对750KW风机叶片,利用有限元软件ANSYS,详细介绍了大型叶片的建模过程,并对建模方法提出了一些建议.在建模过程中,采取自下而上的方法建立叶片的实体模型,利用壳单元SHELL91和SHELL99与实常数相结合,在划分网格时采用面赋值法和单元赋值法来模拟复合材料的铺层结构.通过设置SHELL91的单元参数,利用其"三明治"的特性模拟叶片的夹芯结构.叶片有限元模型的建立为大型叶片的设计与分析校核做了铺垫.     

拉伸和弯曲耦合层合梁应力分析

本文建立了拉伸和弯曲耦合层合梁的位移微分方程,导出了拉弯耦合层合梁正应力和层间剪应力的计算公式。分析了规则非对称正交层合梁的应力具有非对称特性。当规则非对称正交层合梁的铺层组数大于8时,其应力趋于对称分布。     

含复杂孔形复合材料板孔边应力场的数值分析

孔的存在对于结构强度有相当大的影响。对于复杂孔形孔边边界条件的描述在数学上有一定的难度。边界条件建立的不够准确会给后续的计算带来很大误差。本文通过复变函数理论建立复杂孔形精确的边界条件,提高有限元建模的精度。对含机翼检修孔的正交各向异性板在外荷载作用下进行计算,得到孔边应力场的数值解。给出孔边应力分布和板的变形。     

复合结构长水口热应力有限元分析

为解决免预热长水口的破裂问题,在其内孔复合了低导热率隔热层,并对其热应力进行了研究.首先通过对结构和边界条件的简化,建立了长水口的二维轴对称模型,然后采用有限单元法研究了隔热层厚度及材料热导率对其热应力的影响.结果表明:无隔热层长水口所受热应力在浇钢初期变化剧烈,这是造成其破损的重要原因.隔热层可大幅度降低此热应力且使之变化平缓,但其厚度不宜超过2 mm.隔热层厚度保持为2 mm时,长水口颈部最大热应力随其导热系数的减小呈抛物线规律下降.长水口本体导热系数在10～30W/(m·K)之间变化时,对无隔热层长水口颈部最大热应力基本没有影响;但复合结构长水口颈部最大热应力随导热系数的增加呈对数关系下降.将复合结构长水口试用于生产,未出现破裂现象.     

球罐角变形的应力场和容限研究

本文用渐近展开式求解一阶非线性微分方程,导出了以球壳为力学模型的角变形应力场。定量解决了角变形区域(2a)和弯曲程度(m)对应力集中系数的影响。对解析解进行多元回归得出满足工程精度要求的应力场算式。用有限元验证了解析解。针对现行规范(JB1127—82)的一些不足,推荐了角变形的容限。     

ANSYS在复合材料仿真分析中的应用

为复合材料层合结构分析提供了完整精确的解决方案,针对复合材料层合板、梁、实体以及加强筋板等结构类型,提供一系列特殊的复合材料单元,对以往工作进行相关的整理和分析,阐述这些年来国内外的一系列成果,并对国内外应用情况进行了对比,列出差距,指明发展方向。