硝酸四合一機組是汽輪機、氧化氮壓縮機、軸流壓縮機和膨脹機組合的總稱。機組底座作為硝酸四合一機組的主要支撐結構,結構尺寸大,安全性能要求高。將計算機輔助工程分析（CAE）技術應用于結構設計過程,能夠快速而準確的對機組底座結構的強度、剛度以及振動特性進行分析,從而方便對結構的優(yōu)化設計。本論文以硝酸四合一機組底座為研究對象,運用有限元法、結構力學、動力學等理論,以ANSYS軟件為手段,按照機組底座的結構特點和實際工作條件建立底座的有限元參數(shù)化模型,并對其分別進行了靜態(tài)分析和動態(tài)分析（模態(tài)分析和諧響應分析）。通過靜態(tài)分析獲得結構的靜強度和靜剛度值；通過模態(tài)分析確定了結構的固有頻率和相應振型,并在此基礎上進行了諧響應分析,分析出機組底座在受不同頻率擾力作用時的節(jié)點位移響應。并提取各分析中的計算結果,為動態(tài)優(yōu)化設計做好準備。本論文利用有限元分析軟件ANSYS對機組底座結構進行基于動態(tài)特性的優(yōu)化設計。分別以側板節(jié)點位移之和、上下蓋板節(jié)點位移之和為動態(tài)優(yōu)化設計的目標,以上箱梁主要板厚作為設計變量,以結構的靜強度作為約束條件,建立了機組底座動態(tài)優(yōu)化的數(shù)學模型。優(yōu)化分析后,對不同優(yōu)化目標下的兩個方案進行比... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

硝酸四合一機組2.6.2模型的單元特性

在本例中一個重要處理方式就是把底座沿著各個隔板方向進行切分，具體切分方式如圖2一7。圖2一7機組底座內隔板示意邊界約束的模擬是結構分析中的另一個重要環(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構消除剛體運動的可能，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，因為約束不足使結構物理上破壞了結構承載力的連續(xù)性。3.不得有多余的約束，因為多余的約束使結構產生實際不存在的附加約力，從而使結果失真。4.施加約束時一定要保證整個結構是靜定的或超靜定的，非靜定的結構在有限元中

貫穿一條主軸，共同安裝在機組底座上，其中每臺機器均可看做一個安裝在底座上的剛體，利用ANSYS提供的剛性區(qū)域命令將所對應的節(jié)點按實際約束進行藕合，每個主節(jié)點均為機組的重心并在主軸軸心，具體禍合方式如圖2一8所示。—一爭les‘認l-、人鄉(xiāng)，/︼月了.1t、!.七匕氣琦人仁.、圖2一8機組禍合方式圖川汽輪機:主節(jié)點與底座所對應的四個節(jié)點的所有自由度全部藕合;(2)氧化氮壓縮機:主節(jié)點與底座在進氣端所對應的兩個節(jié)點的禍合自由度為UX、UY、MX、MY、MZ，與底座在出氣端所對應的兩個節(jié)點的藕合自由度為UY、MX、MY、MZ，與底座中部所對應的兩個節(jié)點的藕合自由度為UZ:(3)軸流壓縮機:主節(jié)點與底座在進氣端所對應的兩個節(jié)點的藕合自由度為UX、UY、MX、MY、MZ，與底座在出氣端所對應的兩個節(jié)點的禍合自由度為t廳、MX、MY、MZ，與底座中部所對應的兩個節(jié)點的禍合自由度為UZ;(4)膨脹機:主節(jié)點與底座在進氣端所對應的兩個節(jié)點的藕合自由度為UX、UY、MX、MY、MZ，與底座在出氣端所對應的兩個節(jié)點的禍合自由度為UY、MX、MY、MZ，與底座中部所對應的兩個節(jié)點的禍合自由度為UZ;2.石肖酸四合一機組是四臺機器用高強度螺栓連接而成并貫穿一條主軸

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多自由度系統(tǒng)的諧響應分析[J]. 陳喜春,王俊麗.  蘭州交通大學學報. 2007(01)
[2]數(shù)控機床主軸部件動態(tài)優(yōu)化設計[J]. 張波,虎恩典,陳天寧,陳花玲,劉保東.  機械設計. 2004(05)
[3]二維參數(shù)化技術的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢分析[J]. 紀豐偉,陳懇,張根保.  機械設計與制造工程. 2000(04)
[4]機械CAD參數(shù)化設計技術[J]. 熊勇剛,吳吉平,趙異波.  機械科學與技術. 1999(06)
[5]旋轉式機器框架式基礎的振動特征——兼論“動規(guī)第五章”的基本思路[J]. 翟榮民.  建筑結構. 1996(12)
[6]一種利用有限元反解技術的動態(tài)優(yōu)化設計方法[J]. 秦葉,馮文賢,陳新,原錫光.  廣東機械學院學報. 1996(03)

博士論文
[1]石油鉆機井架動態(tài)響應分析[D]. 鄒龍慶.哈爾濱工程大學 2006

碩士論文
[1]軌道集裝箱龍門起重機結構運動數(shù)值仿真及動力學分析[D]. 楊丹.武漢理工大學 2006



本文編號：3358412