活性焦吸附过滤装置结构弹塑性分析及其轻量化设计
本论文采用有限元法对某过滤设备进行内部流场分析和在静载荷作用下的强度和刚度分析，取得的结果如下: (1)应用FLUENT软件对过滤设备内部及气体总进气管道内的流场进行了数值模拟，得到了过滤设备内部以及总进气管道内的速度场和压力分布，从而确定了过滤设备的设计压力，为后续的强度设计奠定了基础。 (2)应用ANSYS软件分别对壁厚为8mm和壁厚为4mm的设备结构进行了应力分析，并依据JB4732-1995标准的应力分类法进行了强度校核，发现设备壁厚为8mm时可以通过强度校核，但设备壁厚为4mm时，不能通过强度校核。设备结构内高应力出现在整体几何不连续区域，其他位置应力水平较低。 (3)若采用极限分析，得到设备的塑性极限载荷为7030Pa，许用载荷为4686.67Pa，设备满足强度要求。同时发现结构发生塑性失效的原因是两侧壁面塑性区扩展，进而出现整体塑性垮塌，壁厚是决定设备结构极限载荷的主要因素。 (4)为了考察过滤设备发生屈曲的可能，对该结构进行了非线性屈曲分析，得到的屈曲临界载荷为0.00869MPa。对比极限载荷发现，在2mm至10mm的壁厚范围内，塑性垮塌总是先于屈曲发生。 (5)在交变载荷作用下，应用直接循环法对设备结构进行了安定性分析，结果发现，该过滤设备能保持弹塑性安定状态，初始加载时结构内产生的塑性区较小，卸载时几乎没有反向屈服发生。
过滤设备;流场计算;应力分布;弹塑性;轻量化设计
北京化工大学
硕士
动力工程及工程热物理
钱才富
2016
中文
TH122.1
102
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）