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基于ANSYS的压力容器强度分析

发布于:2022-05-18 18:41
强度分析

      空-水冷却器产品的设计过程中,最重要的环节之一便是对产品进行压力强度分析,而设计前期最为经济和直观的设计方法便是有限元模拟分析法。
1项目介绍
1.1背景
      由于冷却器在每个项目中都会涉及到不同的压力等级,一般而言,设计压力0.6Mpa,测试压力为1.5倍的设计压力即0.9Mpa是比较常见的压力等级,但由于一些特殊项目涉及到设计压力1.2Mpa,测试压力1.8Mpa,高压等级,这就要求设计者能够用最经济最直观最快速的方法评估方案的可行性,也就是本文研究的基于ANSYS有限元分析的强度分析法。
1.2分析过程
      空-水冷却器的模型由Pro/Ewildfire5.0建立,并转化为IGS或者Parasolid文档以便与ANSYS进行对接进行FEM分析。IGS或Parasolid文档导入之后首先需要进行网格划分、载荷加载以及边界条件的设置。ANSYS计算之后便可以在通用后处理软件中观察产品各位置的应力、变形和位移等。
1.3材料参数
      表1反映了产品所用材料的力学特性和参数,包括:内管板、外管板。
2水管强度分析
2.1Pro/E模型
      空-水冷却器模型在Pro/Ewildfile5.0中建立,零件包含:内、外管,内、外管板,法兰,封头,螺栓地等。
2.2有限元模型
      IGS文档直接导入ANSYS已进行有限元分析,网格划分采用SolidTet10node187单元,如图1所示,网格划分后共生成41431个四面体10节点的单元。
2.3结果
      1Mpa的工作压力导致了管壁极其微小的位移,最大位移为6.75×10-4mm,这个对冷却器来说是可以接受的。而管壁内表面最大的应力则为17.918Mpa。
3封头强度分析
3.1Pro/E模型
     当冷却器正常工作时,外管几乎是不承压的,即使泄露,外管板所承受的压力不会大于内管板,所以可以着重对内管板进行强度分析。对于螺栓、螺母、垫片等紧固件在ANSYS中可以用空-水冷却器产品的设计过程中,最重要的环节之一便是对产品的压力强度进行分析,而设计前期最为经济和直观的设计方法便是有限元模拟分析法。
     由于冷却器在每个项目中都会涉及到不同的压力等级,一般而言,设计压力0.6Mpa,测试压力为1.5倍的设计压力即0.9Mpa是比较常见的压力等级,但由于一些特殊项目涉及到设计压力1.2Mpa,测试压力1.8Mpa,高压等级,这就要求设计者能够用最经济最直观最快速的方法评估方案的可行性,也就是本文研究的基于ANSYS有限元分析的强度分析法。


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