基于ANSYS的大型矩形換熱器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析.pdf

1、大型矩形換熱器以其節(jié)省空間以及滿足某些特定工藝的特點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了應(yīng)用和推廣。目前對大型矩形換熱器的設(shè)計(jì)還沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)，本文采用ANSYS軟件對其進(jìn)行有限元分析，為大型矩形換熱器的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。
　　 本文利用Solidworks軟件對大型矩形換熱器建立三維有限元分析模型，利用ANSYS軟件中Solid90、Solid186、Targe170和Conta174等單元對模型進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)分析，得出整個換熱器的溫度以及熱應(yīng)力

2、的變化規(guī)律，并對照J(rèn)B4732-95標(biāo)準(zhǔn)分析和評定整個換熱器在溫度載荷作用下的應(yīng)力強(qiáng)度。分析評定結(jié)果表明:矩形換熱器容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，主要部位在各個平板相互連接的部位;溫度變化較大的部位容易產(chǎn)生應(yīng)力突變，產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。對于大型的薄壁矩形容器在側(cè)板處容易出現(xiàn)較大的撓性變形。通過在模型中設(shè)置路徑來顯示出模型中各部件的受力情況以及變化規(guī)律，為矩形換熱器的設(shè)計(jì)提供可行性方案。
　　 針對評定結(jié)果中出現(xiàn)的應(yīng)力超標(biāo)、變形過大的情況，提

3、出改變筋板類型、筋板尺寸、筋板排列方式、膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)類型、膨脹節(jié)膨脹量（厚度及直徑大?。?cè)板開孔形狀、側(cè)板加實(shí)心拉桿等加強(qiáng)措施來優(yōu)化矩形換熱器的結(jié)構(gòu)。通過模擬分析得出在幾種組合措施下的優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型，對優(yōu)化模型因正常工作、開車、停車可能出現(xiàn)的7種工況進(jìn)行模擬分析，并對每種工況進(jìn)行應(yīng)力評判。由比對結(jié)果可以看出危險(xiǎn)工況有兩種工況，一種是在溫度載荷的作用下，另一種是在溫度載荷和殼程壓力載荷的共同作用下。在危險(xiǎn)工況下，熱應(yīng)力對設(shè)備的危害較大，但在