基于ANSYS的大型矩形換熱器的結構優(yōu)化分析.pdf

1、大型矩形換熱器以其節(jié)省空間以及滿足某些特定工藝的特點在工業(yè)生產(chǎn)中得到了應用和推廣。目前對大型矩形換熱器的設計還沒有明確的標準，本文采用ANSYS軟件對其進行有限元分析，為大型矩形換熱器的設計提供理論基礎。
　　 本文利用Solidworks軟件對大型矩形換熱器建立三維有限元分析模型，利用ANSYS軟件中Solid90、Solid186、Targe170和Conta174等單元對模型進行熱-結構分析，得出整個換熱器的溫度以及熱應力

2、的變化規(guī)律，并對照JB4732-95標準分析和評定整個換熱器在溫度載荷作用下的應力強度。分析評定結果表明:矩形換熱器容易出現(xiàn)應力集中，主要部位在各個平板相互連接的部位;溫度變化較大的部位容易產(chǎn)生應力突變，產(chǎn)生較大的溫度應力。對于大型的薄壁矩形容器在側板處容易出現(xiàn)較大的撓性變形。通過在模型中設置路徑來顯示出模型中各部件的受力情況以及變化規(guī)律，為矩形換熱器的設計提供可行性方案。
　　 針對評定結果中出現(xiàn)的應力超標、變形過大的情況，提

3、出改變筋板類型、筋板尺寸、筋板排列方式、膨脹節(jié)結構類型、膨脹節(jié)膨脹量（厚度及直徑大?。?、側板開孔形狀、側板加實心拉桿等加強措施來優(yōu)化矩形換熱器的結構。通過模擬分析得出在幾種組合措施下的優(yōu)化結構模型，對優(yōu)化模型因正常工作、開車、停車可能出現(xiàn)的7種工況進行模擬分析，并對每種工況進行應力評判。由比對結果可以看出危險工況有兩種工況，一種是在溫度載荷的作用下，另一種是在溫度載荷和殼程壓力載荷的共同作用下。在危險工況下，熱應力對設備的危害較大，但在