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锅炉检修平台踏板结构优化设计(附件)【字数:8617】

2023-02-16 17:15编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要踏板是锅炉检修平台的重要组成部分。它是一种结构简单、力学性能稳定的钢构件。因为在使用过程中要承受一定的重量,所以我们需要他具有一定的承重能力,不易弯曲变形;因为工业锅炉运行的环境问题,我们需要它具有较强的抗腐蚀性,具有较强的使用寿命;最后我还希望他能在节省材料的情况下保持强度,完成自己的任务。针对踏板的结构特点和使用情况,本文对踏板进行了一些分析。本文针对锅炉检修平台踏板,运用有限元分析方法建立了简化的有限元模型,并使用有限元分析软件 ANSYS Workbench对其进行了静力分析和强度校核。根据检修平台踏板受力分析结果得出踏板承受应力分布情况并提出一定的结构优化措施。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.2课题研究的目的和意义 2
1.2.1课题研究的目的 2
1.2.2课题研究选题的意义 2
1.3课题的国内外研究现状 2
1.4课题的研究内容 3
第二章 有限元分析方法介绍 4
2.1有限元分析的发展 4
2.2有限元分析的基本思想 4
2.3有限元分析的基本步骤 4
2.4ANSYS Workbench软件介绍 5
第三章 锅炉检修平台踏板静力分析 7
3.1建立踏板三维模型 7
3.2踏板的静力分析 7
3.2.1.建立静力分析工程 7
3.2.2.设置材料 7
3.2.3.导入模型 8
3.2.4.赋予模型材料 9
3.2.5.设置约束 9
3.2.6.划分网格 9
3.2.7.设置约束 10
3.2.8.设置载荷 11
3.2.9.设置求解项目 11
3.2.10.求解结果 11
3.3优化方案 12
第四章 结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
第一章 绪论
1.1课题的研究背景
人类社会的发展和工具密切相关,有人说人类和动物的区别在于能够制造和使用 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072
工具,而人类发展的历史其实就是一部工具发展史。原始人学会了制造工具,他们用石头木材等制作工具,古人用青铜和铁制造工具,而科技高速发展的今天,我们更是应该发展出更加方便快捷的工具来方便人类的生活工作。为了减轻人类的劳动强度,获得更快的劳动效率,各种工具便应运而生。
锅炉是能将燃料燃烧产生的热能或者其他热能转变成符合生产生活所需要热能的设备。它极大的解放了人类的生产力,也可以获得更高的劳动效率,使人类的工作更加的高效轻松,使人类可以投入到其他的生产劳动中,是人类科技发展中重要的一步。锅炉的发明对社会的进步发展起到了极大的促进作用。可以说正是锅炉的发明和使用才使人类社会进入了文明发展的进程。
有限元分析软件最早诞生于70年代初期,随着计算机技术的发展,最近15年来有限元分析软件逐渐的商品化。为了满足市场的需求,适应计算机技术在软件、硬件上面的高速发展,有限元分析软件的功能变得越来越强大;性能变得越来越稳定;变得越来越容易上手;对运行环境的要求也越来越低;有限元分析软件已经能够满足人们在解决工程问题上的需求。
然而,科学在发展,时代在进步,有限元分析软件不能够故步自封,他还需要做出的发展有:
1、与CAD软件的无缝集成
我们在运用CAD软件完成零部件的设计之后,希望能够直接将设计好的模型在CAE软件中打开,然后进行有限元网格划分,进行分析计算。如果我们不满足计算出来的结果,我们能够再次进行设计分析,一直到能够得到满意的答案,这样我们的工作能够得到极大的便利,工作的效率和水平都能得到显著地提高,这是有限元分析软件的发展趋势之一。
2、更为强大的网格处理能力
有限元分析方法分为三个部分:分析对象的离散化、有限元求解、计算结果。通过这三个步骤,我们能够解决问题。但是我们的模型离散化之后的网格质量有些参差,这将直接影响到我们解决问题的时间还有我们得到结果的正确性。虽然各个软件开发商已经对这个问题进行了处理,并取得了一些成效,但是这个问题并没有从根本上得到解决。我们需要解决的问题是自动六面体网格划分和自适应网格划分,这些问题如果不能得到妥善的解决,我们运算的求解时间甚至是得到的计算结果都会有很大的不确定性,这与我们运用有限元软件的初衷大相径庭。
3、由求解线性问题发展到求解非曲线问题
在现在的工程问题当中,很多情况下我们遇到的问题不仅仅是线性理论,还有各种各样的非线性问题,比如材料的破坏失效、裂纹的扩展位移等等。这是科学进步的幸运也恰恰是不幸,我们的软件还没有跟上科学发展的步伐。解决非线性问题是复杂的,它不仅需要我们掌握一些学起来比较困难的理论知识,还涉及到很多数学问题,这就需要我们的有限元分析软件具有高效的非线性求解能力,丰富的非线性问题资料库。
4、由单一结构场求解发展到耦合场问题的求解
有限元分析方法是一种非常有效的数值分析方法,它最早被用于航空航天领域来解决线性结构问题。当你的求解对象的离散单元足够小时从理论上来说,我们得到的解就已经近似于精确值。在求解线性结构的问题上有限元分析软件已经发展的的足够成熟,而对于非线性结构、流体动力学以及耦合场等方面的问题还有很多缺陷。我相信,随着有限元分析软件的应用,人们必然会把解决耦合场问题作为软件的发展方向。
5、程序面向用户的开放性
因为软件用户个体的差距,每个人的需求都是不一样的,没有哪一个软件能满足所有用户的要求,即使各个软件开发商已经在软件的功能和易用性等方面做了很大的投资。所以我们需要一个开放的环境,给予用户很大的自由,让他们根据自己的实际情况对使用的软件进行一定程度上的补充,使得每个用户都能够使用上合适的有限元软件。
1.2课题研究的目的和意义
1.2.1课题研究的目的
通过毕业设计,初步掌握有限元基本理论,熟悉运用有限元软件。能够用所学理论解决实际工程问题,培养学生独立思考的能力,为以后的学习、生活打下更深的基础。
学会CAD/CAE建模,掌握有限元分析方法的基本步骤与思想。掌握CAD到CAE模型的转换方法以及CAE的使用方法,完成对模型的网格划分及计算,学会如何分析仿真结果。
1.2.2课题研究选题的意义
随着计算机技术和计算方法的发展,有限元建模技术作为一种有效的能提升产品质量、缩短产品设计周期的方法在工程设计和科研领域中得到了越来越的多重视和应用。现在解决各种复杂的工程分析计算问题已经离不开有限元分析计算。所以,运用有限元分析建模技术来设计一个简便平稳的检修平台是有效、可靠的。

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