硝酸四合一机组底座的结构分析及优化设计
发布时间：2021-08-23 18:56
硝酸四合一机组是汽轮机、氧化氮压缩机、轴流压缩机和膨胀机组合的总称。机组底座作为硝酸四合一机组的主要支撑结构,结构尺寸大,安全性能要求高。将计算机辅助工程分析（CAE）技术应用于结构设计过程,能够快速而准确的对机组底座结构的强度、刚度以及振动特性进行分析,从而方便对结构的优化设计。本论文以硝酸四合一机组底座为研究对象,运用有限元法、结构力学、动力学等理论,以ANSYS软件为手段,按照机组底座的结构特点和实际工作条件建立底座的有限元参数化模型,并对其分别进行了静态分析和动态分析（模态分析和谐响应分析）。通过静态分析获得结构的静强度和静刚度值；通过模态分析确定了结构的固有频率和相应振型,并在此基础上进行了谐响应分析,分析出机组底座在受不同频率扰力作用时的节点位移响应。并提取各分析中的计算结果,为动态优化设计做好准备。本论文利用有限元分析软件ANSYS对机组底座结构进行基于动态特性的优化设计。分别以侧板节点位移之和、上下盖板节点位移之和为动态优化设计的目标,以上箱梁主要板厚作为设计变量,以结构的静强度作为约束条件,建立了机组底座动态优化的数学模型。优化分析后,对不同优化目标下的两个方案进行比...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硝酸四合一机组2.6.2模型的单元特性
在本例中一个重要处理方式就是把底座沿着各个隔板方向进行切分，具体切分方式如图2一7。图2一7机组底座内隔板示意边界约束的模拟是结构分析中的另一个重要环节，约束模拟必须遵循以下原则[26]:1.要有足够的约束使结构消除刚体运动的可能，从而保证刚体矩阵非奇异，获得位移的确定解。2.不得出现约束不足情况，因为约束不足使结构物理上破坏了结构承载力的连续性。3.不得有多余的约束，因为多余的约束使结构产生实际不存在的附加约力，从而使结果失真。4.施加约束时一定要保证整个结构是静定的或超静定的，非静定的结构在有限元中
贯穿一条主轴，共同安装在机组底座上，其中每台机器均可看做一个安装在底座上的刚体，利用ANSYS提供的刚性区域命令将所对应的节点按实际约束进行藕合，每个主节点均为机组的重心并在主轴轴心，具体祸合方式如图2一8所示。—一争les‘认l-、人乡，/︼月了.1t、!.七匕气琦人仁.、图2一8机组祸合方式图川汽轮机:主节点与底座所对应的四个节点的所有自由度全部藕合;(2)氧化氮压缩机:主节点与底座在进气端所对应的两个节点的祸合自由度为UX、UY、MX、MY、MZ，与底座在出气端所对应的两个节点的藕合自由度为UY、MX、MY、MZ，与底座中部所对应的两个节点的藕合自由度为UZ:(3)轴流压缩机:主节点与底座在进气端所对应的两个节点的藕合自由度为UX、UY、MX、MY、MZ，与底座在出气端所对应的两个节点的祸合自由度为t厅、MX、MY、MZ，与底座中部所对应的两个节点的祸合自由度为UZ;(4)膨胀机:主节点与底座在进气端所对应的两个节点的藕合自由度为UX、UY、MX、MY、MZ，与底座在出气端所对应的两个节点的祸合自由度为UY、MX、MY、MZ，与底座中部所对应的两个节点的祸合自由度为UZ;2.石肖酸四合一机组是四台机器用高强度螺栓连接而成并贯穿一条主轴
【参考文献】：
期刊论文
[1]多自由度系统的谐响应分析[J]. 陈喜春,王俊丽. 兰州交通大学学报. 2007(01)
[2]数控机床主轴部件动态优化设计[J]. 张波,虎恩典,陈天宁,陈花玲,刘保东. 机械设计. 2004(05)
[3]二维参数化技术的发展现状及趋势分析[J]. 纪丰伟,陈恳,张根保. 机械设计与制造工程. 2000(04)
[4]机械CAD参数化设计技术[J]. 熊勇刚,吴吉平,赵异波. 机械科学与技术. 1999(06)
[5]旋转式机器框架式基础的振动特征——兼论“动规第五章”的基本思路[J]. 翟荣民. 建筑结构. 1996(12)
[6]一种利用有限元反解技术的动态优化设计方法[J]. 秦叶,冯文贤,陈新,原锡光. 广东机械学院学报. 1996(03)
博士论文
[1]石油钻机井架动态响应分析[D]. 邹龙庆.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]轨道集装箱龙门起重机结构运动数值仿真及动力学分析[D]. 杨丹.武汉理工大学 2006
本文编号：3358412
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硝酸四合一机组2.6.2模型的单元特性
在本例中一个重要处理方式就是把底座沿着各个隔板方向进行切分，具体切分方式如图2一7。图2一7机组底座内隔板示意边界约束的模拟是结构分析中的另一个重要环节，约束模拟必须遵循以下原则[26]:1.要有足够的约束使结构消除刚体运动的可能，从而保证刚体矩阵非奇异，获得位移的确定解。2.不得出现约束不足情况，因为约束不足使结构物理上破坏了结构承载力的连续性。3.不得有多余的约束，因为多余的约束使结构产生实际不存在的附加约力，从而使结果失真。4.施加约束时一定要保证整个结构是静定的或超静定的，非静定的结构在有限元中
贯穿一条主轴，共同安装在机组底座上，其中每台机器均可看做一个安装在底座上的刚体，利用ANSYS提供的刚性区域命令将所对应的节点按实际约束进行藕合，每个主节点均为机组的重心并在主轴轴心，具体祸合方式如图2一8所示。—一争les‘认l-、人乡，/︼月了.1t、!.七匕气琦人仁.、图2一8机组祸合方式图川汽轮机:主节点与底座所对应的四个节点的所有自由度全部藕合;(2)氧化氮压缩机:主节点与底座在进气端所对应的两个节点的祸合自由度为UX、UY、MX、MY、MZ，与底座在出气端所对应的两个节点的藕合自由度为UY、MX、MY、MZ，与底座中部所对应的两个节点的藕合自由度为UZ:(3)轴流压缩机:主节点与底座在进气端所对应的两个节点的藕合自由度为UX、UY、MX、MY、MZ，与底座在出气端所对应的两个节点的祸合自由度为t厅、MX、MY、MZ，与底座中部所对应的两个节点的祸合自由度为UZ;(4)膨胀机:主节点与底座在进气端所对应的两个节点的藕合自由度为UX、UY、MX、MY、MZ，与底座在出气端所对应的两个节点的祸合自由度为UY、MX、MY、MZ，与底座中部所对应的两个节点的祸合自由度为UZ;2.石肖酸四合一机组是四台机器用高强度螺栓连接而成并贯穿一条主轴
【参考文献】：
期刊论文
[1]多自由度系统的谐响应分析[J]. 陈喜春,王俊丽. 兰州交通大学学报. 2007(01)
[2]数控机床主轴部件动态优化设计[J]. 张波,虎恩典,陈天宁,陈花玲,刘保东. 机械设计. 2004(05)
[3]二维参数化技术的发展现状及趋势分析[J]. 纪丰伟,陈恳,张根保. 机械设计与制造工程. 2000(04)
[4]机械CAD参数化设计技术[J]. 熊勇刚,吴吉平,赵异波. 机械科学与技术. 1999(06)
[5]旋转式机器框架式基础的振动特征——兼论“动规第五章”的基本思路[J]. 翟荣民. 建筑结构. 1996(12)
[6]一种利用有限元反解技术的动态优化设计方法[J]. 秦叶,冯文贤,陈新,原锡光. 广东机械学院学报. 1996(03)
博士论文
[1]石油钻机井架动态响应分析[D]. 邹龙庆.哈尔滨工程大学 2006
硕士论文
[1]轨道集装箱龙门起重机结构运动数值仿真及动力学分析[D]. 杨丹.武汉理工大学 2006
本文编号：3358412
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