基于有限元法的法兰工程设计软件开发

为实现非标设备法兰的分析设计和优化设计,建立了整体法兰参数化有限元分析模型,根据Taylor-Waters法兰应力分析和压力容器分析设计中应力分类准则,给出了基于有限元法的法兰强度与刚度计算方法和校核判据,采用ANSYS参数化设计语言和VB编程工具,开发了基于有限元法的法兰工程设计软件CFFEA。应用该软件对某工程中的非标设备法兰进行了优化设计,优化结果符合ASMEⅧ-2-4.16的规定。     

基于有限元的齿啮式快开容器上法兰结构优化

采用ANSYS软件对某齿啮式快开容器的罐盖法兰进行了有限元模拟,并进行了应力强度评定,结果表明齿的上表面齿根处及封头与法兰连接处为高应力区域。分析了啮合齿宽、啮合齿厚、法兰径向宽度、法兰轴向高度、封头厚度及封头与法兰连接处过渡圆半径等结构参数对罐盖法兰的应力特性影响,并依据影响结果对罐盖法兰结构尺寸进行了优化,优化后罐盖法兰应力满足应力强度要求,为罐盖法兰的设计提供了参考和依据。     

企业信息系统多领域协同优化研究

企业信息化的前沿性问题是企业信息集成和优化。本文依据设计理论中的多学科协同优化的思想,将协同优化的概念引入到企业信息集成中。文中介绍了三种用于高层优化的算法,基于信息总线结构的EA I平台,提出了优化集成平台的构造方法。     

基于Isight复合材料板弹簧的结构优化设计

本文采用多学科参数优化软件Isight中的Catia、Abaqus组件集成Catia、Abaqus和Isight,构建了基于Isight的多学科参数优化设计平台,通过这一设计平台结合分析设计的思路进行优化设计,实现了对某型号汽车复合材料板弹簧的结构优化设计。研究表明:在以复合板弹簧结构体积最小的前提下,选取合适的设计变量可以显著改善板弹簧的受力状况,板弹簧刚度值可由初始设计出的刚度值900N/mm提高至1101.7N/mm,与本款板弹簧的设计要求刚度值1100±110N/mm相比,误差仅为0.005%,从而为复合材料板弹簧的轻量化设计提供设计依据,复合板弹簧的质量为钢板弹簧的1/5左右,整车减重约67%,起到较好的轻量化设计效果。     

法兰泄露校核的计算分析

通过CAESARⅡ管道应力分析软件可以在设计环节对法兰进行校核。以项目实际应用为例,应用CAESARⅡ管道应力分析软件建模,并结合当地土壤的沉降对法兰进行核算,为整改方案提供理论依据。在设计环节避免了法兰泄露存在的风险。     

管法兰垫片连接系统的可视化设计

鉴于适用于压力管道连接的法兰、垫片标准众多、数据量庞大且连接结构的设计过程十分复杂,本连接系统通过建立法兰和垫片标准尺寸的Access数据库,开发了基于Visual Basic的管法兰垫片连接系统的设计软件,集成了连接系统的紧密性分析、可靠性分析和寿命预测等模块,实现了管法兰垫片连接系统的可视化设计．     

袋式除尘器产品的现代设计技术

基于现代设计技术的袋式除尘器产品研发,通过建立参数化模型有限元网格计算及协同CAE分析,实现产品零部件及整机结构的协同优化。针对袋式除尘器产品设计要求,研发了CAX/CFX辅助设计系统,定制了产品结构优化流程,研发了柔性化设计工具软件。应用表明:采用人机交互及自动化集成相结合的计算机辅助优化设计方法,基于现代设计技术的综合应用工具,从整体上提升了袋式除尘器产品研发水平;通过直接面向用户的快捷设计及稳健设计模式,针对实际工况确定优化子结构模型及优化函数,最大限度利用已有设计经验、设计工具及设计规范。     

炼化一体智能化工厂计划优化模型设计及应用实践

炼化企业供应链协同优化对实现智能炼厂至关重要,计划优化系统是供应链协同优化实现的核心系统。本文详细介绍了规划总院自主研发的新一代计划优化软件整体框架及主要功能,在该平台基础上结合炼化一体化企业流程数据、原油数据库及产品销售等边界条件进行了炼化一体化模型设计及建设,用于开展各类优化分析,并基于线性规划原理,通过边际效益分析及多方案对比分析,结合原油保本价法、缩减成本法及等量替代法等不同的原油选购方法,开展了原油选购测算及应用分析,并对炼化一体化企业加工原油提出了相关建议,指导企业原油选购。     

压力容器设计中法兰的优化设计

本文阐述了压力容器设计中法兰设计的原理,介绍了法兰设计的优化过程和方法,通过工程实例说明了法兰强度尺寸对法兰三项应力的影响,并对法兰设计的刚度校核方法进行了分析。     

基于有限单元法的法兰连接中的接触分析

应用ANSYS软件对法兰接头结构进行建模和网格划分,并且对法兰与螺栓接触处做了非线性接触分析,得到了在设计压力下螺栓结构的应力分布和变形。之后分别对整体模型和螺栓模型做出了应力强度分析。按照JB4732—1995《钢制压力容器-分析设计标准》对危险截面进行应力强度评定。分析结果表明,强度满足要求。     

锆制压力容器活套法兰接管的结构分析

针对锆制压力容器活套法兰接管不同的衬环结构,利用ANSYS 11.0软件进行应力分析,得到其最大的应力区域.根据衬环的应力分布情况,对其各种结构的优劣性进行分析,并提出在不同工况条件下衬环结构的选择建议,可为工程设计提供参考依据.     

烧结炉卡箍快开结构强度分析

应用ANSYS软件对烧结炉的主要部分卡箍快开结构进行模型建立和网格划分,并且在卡箍齿与上下法兰啮合处做了接触分析,根据设计条件进行了热-力耦合分析。依据JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》对危险截面进行应力强度评定。分析结果表明,强度满足要求。     

粒子加速器筒体开方孔有限元分析

某粒子加速器筒体上开一方形孔,与方形法兰锻件焊接.常规设计方法没有对容器重要区域的应力进行严格而详细的应力分析计算,从而也就无法对由不同载荷引起的、对容器失效有不同影响的应力加以不同的限制.运用有限元分析软件ANSYS对某粒子加速器开方孔的应力进行模拟分析,采用JB 4732-1995对简体与方形锻件法兰焊接部分进行强度校核,结果表明,强度满足要求.     

固定管板分析设计软件的开发

以JB4732标准附录Ⅰ为基本依据,开发了管板延长部分法兰、管板与壳体法兰贴面焊、平齐焊(或浅嵌入焊)和不带法兰四种结构固定管板设计的计算软件,许用应力可按GB150选取(常规设计),也可JB4732选取(分析设计),并给出计算实例。     

基于ANSYS换热器法兰有限元分析及应力评定

为了换热器在运行过程中,法兰结构安全。利用ANSYS有限元分析软件,对换热器壳体法兰在机械载荷和温度载荷共同作用下的应力强度进行了分析,并对其危险截面做了应力评定和强度校核。对壳体法兰不同危险部位进行分析与评定并且合格,这样才能保证其安全可靠地运行。     

加氢反应器配管布置要点和出口管道应力分析

本文先介绍加氢反应器的平面布置、管道布置要点及管道支吊架的设计要点。再以某炼油厂800 kt/a柴油加氢精制装置为例,通过应力分析软件CAESARII建模分析,重点阐述了加氢反应器出口管道的应力分析,该管道为高温高压管道,属于GC1级,因此分析时还需要进行法兰核算。本文通过介绍加氢反应器出口管道应力分析的思路和注意事项,为以后类似装置提供参考和设计经验。     

梯形槽法兰应力理论计算与数值计算分析

计算了密封开裂失效法兰内部最大应力,为失效分析提供技术资料。使用《GB 150-1998》Waters法兰设计方法及有限元ANSYS数值计算方法,分别计算出该失效法兰的最大应力,并进行对比分析。结果表明:两种方法计算的法兰锥颈最大轴向弯曲应力,误差最大;计算的法兰环上的径向应力误差最小。两种方法计算的法兰最大应力相差较小,两种计算结果相互验证、相互支持,所得数据可以作为分析法兰失效原因的资料。     

温度变化对法兰密封性能的影响

法兰的密封性能取决于工作状态下垫片上残余预紧力的大小,温度变化时由于热膨胀以及弹性模量变化会导致剩余预紧力发生变化,从而影响法兰的密封性能.通过对温度变化时螺栓及法兰垫片系统的受力变形分析,得到了温度变化时由于热膨胀、弹性模量变化以及二者共同作用时对法兰密封性能的不同影响,对法兰接头的设计具有参考价值.     

T型复合材料长桁承载能力设计研究

应用商业有限元软件ABAQUS中的内聚单元,对复合材料T型长桁的缘条／蒙皮界面失效进行了分析,计算结果与试验数据吻合良好。基于有限元结果,提取了缘条／蒙皮界面内力,研究结构的失效机理。以缘条和蒙皮厚度为参数进行参数化建模,研究缘条／蒙皮刚度比对界面失效乃至承载能力的影响。最后对缘条／蒙皮刚度比提出了设计建议。