發(fā)布時(shí)間：2021-08-23 18:56

　　硝酸四合一機(jī)組是汽輪機(jī)、氧化氮壓縮機(jī)、軸流壓縮機(jī)和膨脹機(jī)組合的總稱。機(jī)組底座作為硝酸四合一機(jī)組的主要支撐結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)尺寸大,安全性能要求高。將計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）技術(shù)應(yīng)用于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程,能夠快速而準(zhǔn)確的對機(jī)組底座結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及振動(dòng)特性進(jìn)行分析,從而方便對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本論文以硝酸四合一機(jī)組底座為研究對象,運(yùn)用有限元法、結(jié)構(gòu)力學(xué)、動(dòng)力學(xué)等理論,以ANSYS軟件為手段,按照機(jī)組底座的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際工作條件建立底座的有限元參數(shù)化模型,并對其分別進(jìn)行了靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析（模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析）。通過靜態(tài)分析獲得結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度和靜剛度值；通過模態(tài)分析確定了結(jié)構(gòu)的固有頻率和相應(yīng)振型,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,分析出機(jī)組底座在受不同頻率擾力作用時(shí)的節(jié)點(diǎn)位移響應(yīng)。并提取各分析中的計(jì)算結(jié)果,為動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。本論文利用有限元分析軟件ANSYS對機(jī)組底座結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)化設(shè)計(jì)。分別以側(cè)板節(jié)點(diǎn)位移之和、上下蓋板節(jié)點(diǎn)位移之和為動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo),以上箱梁主要板厚作為設(shè)計(jì)變量,以結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度作為約束條件,建立了機(jī)組底座動(dòng)態(tài)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。優(yōu)化分析后,對不同優(yōu)化目標(biāo)下的兩個(gè)方案進(jìn)行比... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

硝酸四合一機(jī)組2.6.2模型的單元特性

在本例中一個(gè)重要處理方式就是把底座沿著各個(gè)隔板方向進(jìn)行切分，具體切分方式如圖2一7。圖2一7機(jī)組底座內(nèi)隔板示意邊界約束的模擬是結(jié)構(gòu)分析中的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)，約束模擬必須遵循以下原則[26]:1.要有足夠的約束使結(jié)構(gòu)消除剛體運(yùn)動(dòng)的可能，從而保證剛體矩陣非奇異，獲得位移的確定解。2.不得出現(xiàn)約束不足情況，因?yàn)榧s束不足使結(jié)構(gòu)物理上破壞了結(jié)構(gòu)承載力的連續(xù)性。3.不得有多余的約束，因?yàn)槎嘤嗟募s束使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生實(shí)際不存在的附加約力，從而使結(jié)果失真。4.施加約束時(shí)一定要保證整個(gè)結(jié)構(gòu)是靜定的或超靜定的，非靜定的結(jié)構(gòu)在有限元中

貫穿一條主軸，共同安裝在機(jī)組底座上，其中每臺機(jī)器均可看做一個(gè)安裝在底座上的剛體，利用ANSYS提供的剛性區(qū)域命令將所對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)按實(shí)際約束進(jìn)行藕合，每個(gè)主節(jié)點(diǎn)均為機(jī)組的重心并在主軸軸心，具體禍合方式如圖2一8所示�！粻巐es‘認(rèn)l-、人鄉(xiāng)，/︼月了.1t、!.七匕氣琦人仁.、圖2一8機(jī)組禍合方式圖川汽輪機(jī):主節(jié)點(diǎn)與底座所對應(yīng)的四個(gè)節(jié)點(diǎn)的所有自由度全部藕合;(2)氧化氮壓縮機(jī):主節(jié)點(diǎn)與底座在進(jìn)氣端所對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的禍合自由度為UX、UY、MX、MY、MZ，與底座在出氣端所對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的藕合自由度為UY、MX、MY、MZ，與底座中部所對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的藕合自由度為UZ:(3)軸流壓縮機(jī):主節(jié)點(diǎn)與底座在進(jìn)氣端所對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的藕合自由度為UX、UY、MX、MY、MZ，與底座在出氣端所對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的禍合自由度為t廳、MX、MY、MZ，與底座中部所對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的禍合自由度為UZ;(4)膨脹機(jī):主節(jié)點(diǎn)與底座在進(jìn)氣端所對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的藕合自由度為UX、UY、MX、MY、MZ，與底座在出氣端所對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的禍合自由度為UY、MX、MY、MZ，與底座中部所對應(yīng)的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的禍合自由度為UZ;2.石肖酸四合一機(jī)組是四臺機(jī)器用高強(qiáng)度螺栓連接而成并貫穿一條主軸

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]二維參數(shù)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 紀(jì)豐偉,陳懇,張根保.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2000(04)
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[6]一種利用有限元反解技術(shù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[J]. 秦葉,馮文賢,陳新,原錫光.  廣東機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào). 1996(03)

博士論文
[1]石油鉆機(jī)井架動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析[D]. 鄒龍慶.哈爾濱工程大學(xué) 2006

碩士論文
[1]軌道集裝箱龍門起重機(jī)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)數(shù)值仿真及動(dòng)力學(xué)分析[D]. 楊丹.武漢理工大學(xué) 2006



本文編號：3358412