项目编号：扌报告编号：附录4球罐整体有限元
分析
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几何模型使用通用结构分析软件ANSYSWorkbenchEnvironment(AWE)13.0多物理场协同CAE仿真软件，建立了有限元实体模型，根据液氨球罐对称性，可仅对结构的二分之一进行建模。如图1所示。根据球罐的几何模型，建立了有限元模型。采用20节点的186单元对有限元实体模型并进行单元网格划分，并使用扫掠为主的网格划分方法，获得了六面体为主的较为理想的有限元网格。如图2所示。单元总数为138961个，节点总数为567202个。(a)球罐整体的二分之一(b)壳体与支腿的连接局部(c)壳体与支腿连接部位的截面(d)支腿与拉杆图1球罐的几何模型项目编号：扌报告编号：(a)球罐整体二分之一网格(b)支腿与壳体连接网格(c)支腿与壳体连接截面网格(d)支腿网格与拉杆图2球罐的单元网格划分材料参数整体结构合金钢：主体材料的参数设置为，弹性模量E=2E5MPa,泊松比卩=0.3,材料密度为p=7.85E-9t/mm3。球罐中液氨的质量为****t,将此质量转化到球罐壳体上，则球罐壳体的密度为p1=****E-9t/mm3。考虑到腐蚀的影响，球罐壳体的壁厚取****mm,球罐的内径取*****mm。载荷及约束根据球罐结构的对称性,在结构的对称面上施加对称约束。球罐的内
表
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面施加项目编号：扌报告编号：P0=**MPa的
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
内压。支腿的底部施加全约束。考虑重力的影响，在Y的负方向，施加标准的重力加速度9806.6mm/s2。球罐的上半球面施加400Pa的雪压，右半球面施加600Pa的风压。当地震发生时，有水平加速度，地震的水平加速度给球罐施加水平载荷，使设备产生很大的弯矩，地震载荷按照7级烈度施加，载荷与约束如图3所示。图3载荷与约束示意图有限元应力分析结果球罐的整体应力(第三强度理论计算值)云图如图4(a)、4(b)所示。球罐的最大应力为294.61MPa,出现在球罐壳体与支腿连接的壳体上，如图4(c)。在地震、风压和雪压的共同作用下，球罐的最大位移为4.57mm。位于与支腿连接部位的球罐壳体上。如图4(d)所示。项目编号：扌报告编号：b)吸附器整体外壁的应力云图a)吸附器整体内壁的应力云图(c)支腿与壳体连接局部最大应力图4球罐的分析结果(d)球罐的最大位移为定量分析各部位应力强度，选择球罐最大应力部位沿球罐厚度方向建立分析路径，详见图5。使用ANSYSWorkbench软件路径应力分析功能，得到路径上的应力强度线性化处理结果，详见附表1。球罐的主体材料为16MnR钢板，20°C下其许用应力强度S=163MPa。m项目编号：扌报告编号：图（a）球罐壳体的路径图（b）路径分析结果图5球罐的路径分析图基于应力分析和应力分类的强度评定中，采用第三强度理论，将路径上的应力分解为薄膜应力、弯曲应力和总体应力，求取应力强度，按照不同的原则进行评定，具体评价结果如表1。表1球罐关键部位结构应力强度校核结果（K=1.0）位置材料应力强度计算值（MPa）许用值（MPa）校核结果支腿与壳体连接部位16MnRSTT135.481.5KS=244.5通过S=163MPamSttt239.491.5KS=244.5通过S1294.613.0S=489m1通过
浙公网安备 33021202002483