李石峰 冷百廣

摘 要： 使用workbench有限元分析軟件對(duì)平臺(tái)組塊吊耳進(jìn)行分析計(jì)算，得出吊耳應(yīng)力、應(yīng)變，對(duì)吊耳進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞： workbench；平臺(tái)拆除；吊耳；應(yīng)力分析

本項(xiàng)目組塊重163.7t，組塊四角均布4個(gè)吊耳，吊裝時(shí)索具水平面成60度斜向上，單個(gè)吊耳設(shè)計(jì)吊重載荷47t。

1 Workbench軟件介紹

Workbench建立了CAD/CAE協(xié)同仿真環(huán)境，解決了CAE軟件的異構(gòu)問題?？梢灾苯诱{(diào)用CAD軟件（如 Pro/E、Ug等）創(chuàng)建的模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分，求解，提高了應(yīng)力分析的效率。

2 平臺(tái)組塊吊耳應(yīng)力分析

2.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù)

本文的分析對(duì)象吊耳材質(zhì)：Q345D，許用應(yīng)力[σ]：207 MPa，（取0.6σ），綜合影響系數(shù)： K=2.0，設(shè)計(jì)溫度T=20oC；吊耳載荷：Fv=926.17Kn，分解為三個(gè)方向分力為：Fx=463.085Kn；Fz=802.063Kn。

2.2 建立有限元模型

在Workbench DM模塊進(jìn)行幾何建模，主板 t=40mm，襯板 t=25mm，墊板t=25mm；

在engineer data模塊設(shè)置材料參數(shù)為Q345D；在Static Structural進(jìn)行網(wǎng)格劃分，采用10節(jié)點(diǎn)四面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分結(jié)果為1376單元，2777節(jié)點(diǎn)。如圖1所示。

2.3 邊界條件及求解

吊耳焊接在結(jié)構(gòu)型鋼上，對(duì)吊耳底面施加固定約束，對(duì)吊耳水平向上60度半圓孔施加組合載荷 Fx=463.085Kn；Fz=802.063Kn，對(duì)襯板施加水平向外的載荷46.4kN，如圖3所示；進(jìn)入求解器求解，得到吊耳應(yīng)力云圖，紅色為最大，藍(lán)色為最小，最大總變形為0.21mm出現(xiàn)在吊耳主板頂部。應(yīng)力云圖如圖 3所示，最大大應(yīng)力為150.61MPa出現(xiàn)吊耳孔中間位置。

2.4 應(yīng)力評(píng)定

圖2所示最大大應(yīng)力為150.61MPa出現(xiàn)吊耳孔中間位置，小于鋼材Q345D許用應(yīng)力207MPa。最大大形變 0.21mm為彈性形變。吊耳設(shè)計(jì)載荷30t滿足材料強(qiáng)度要求。

3 結(jié)束語

通過對(duì)30t吊耳進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用 Ansys Workbench進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，得出吊耳承受的最大大應(yīng)力值，安全評(píng)定后，得出采用 Q345D制造吊耳是可行的，為吊耳優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1] GB150—2011鋼質(zhì)壓力容器 [S].

[2] HGT21574—2008化工設(shè)備吊耳及工程技術(shù)要求 [S].

[3] 余偉煒，高炳軍 .ANSYS在機(jī)械與化工設(shè)備中的應(yīng)用 [M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[4] 2004 ANSYS Ine.ANSYS Advanced Analysis Techniques Guide[Z]. ANSYS Ine.

作者簡介：李石峰（ 1986—），男，河北邯鄲人，工程師，主要研究方向?yàn)楹Ｑ蠊こ獭?/p>