基于APDL的多级离心泵泵轴强度有限元分析

基于APDL参数化设计语言开发了多级离心泵泵轴强度计算程序,通过调入自编模型程序的脚本文件,执行SOLVE命令进行计算,实现了零流量工况和设计点工况下泵轴的参数化自动建模、载荷施加与求解以及计算结果的三维参数化显示,清晰描述了泵轴在不同工况下不同截面上的应力分布情况及危险点位置,完成泵轴强度的精确计算。应用实例表明,设计的应用程序计算准确、操作简单,计算结果直观形象,大大提高了泵轴强度计算效率,减少了分析成本。     

基于ANSYS二次开发的截止阀的设计与应力分析

对ANSYS软件进行二次开发,建立截止阀应力分析专用系统,以降低分析难度,提高工作效率。基于ANSYS的两种二次开发工具APDL和UIDL语言,利用UIDL语言建立人机交互图形界面,利用APDL语言进行参数化建模,开发分析截止阀在地震载荷下的应力分析。用户可以通过交互界面主动输入截止阀的尺寸参数、材料参数和载荷信息来改变模型,可完成多种尺寸的截止阀在各种载荷下的应力分析,并自动输出和保存计算结果。该方法降低了建模分析难度,提高了工作效率,为截止阀设计开发和分析提供了一种有效的工具。     

基于APDL参数化建模的轴系可靠性

运用大型通用有限元软件ANSYS提供的PDS模块,以泵轴的几何尺寸、载荷、应力、弹性模量以及强度极限等参数作为随机输入变量,根据应力-强度干涉理论,建立极限状态函数;通过APDL参数化设计语言,建立泵轴参数化三维实体模型,根据实际受载情况,对泵轴进行静应力分析,生成概率分析文件,选用蒙特卡罗有限元方法和拉丁抽样法对泵轴进行可靠度设计,得到比传统设计方法精度高、易于实现的泵轴失效概率及可靠度.以HS1K型碱泵的泵轴为例进行计算,获得了碱泵的应力概率分布特征,在置信度为95%时,该泵的可靠度为99.75%.实践表明,利用ANSYS/PDS模块对泵轴进行可靠性分析,能为生产厂家改进设计提供理论依据,具有一定的工程应用价值.     

基于ANSYS的双圆弧齿轮接触应力有限元分析

利用ANSYS软件的参数化设计语言APDL建立双圆弧齿轮的三维有限元单齿对接触静态模型,并对模型划分网格,施加载荷,获得了双圆弧齿轮的静态接触应力云图;基于ANSYS/LSDYNA建立了柔性体多齿动态接触模型,并对齿轮进行了动态接触分析。计算分析结果为双圆弧齿轮的设计和使用提供了理论依据。     

加工误差影响柔性铰链机构位移性能的有限元分析

提出一种柔性铰链机构的参数化有限元建模方法,利用有限元软件ANSYS提供的参数化程序设计语言APDL编制程序,在ANSYS中自动生成有限元分析模型。采用该方法分析了柔性铰链最小厚度,切割半径、宽度的加工误差,以及切割圆弧轴心线绕x轴、y轴、z轴的转角误差对柔性铰链机构位移性能的影响情况。分析结果表明,柔性铰链最小厚度的加工误差是对柔性铰链机构位移性能影响最大的因素。     

基于Apdl的成型机进料螺杆参数化建模及分析

生物质成型机进料器的强度是成型机正常运行的重要因素,因此需要根据螺杆的材料、受力及工作环境对其进行应力分析。利用ANSYS软件前处理模块中的实体建模功能及二次开发工具语言APDL和UIDL,定义了螺杆的几何特征参数、材料性质、载荷及边界条件等,通过在参数文件中输入参数,进而在ANSYS中读入程序,实现了螺杆的参数化建模,参数化载荷施加与求解,进而实现参数化有限元分析的全过程;研究并确定了螺杆的最大受力部位及最大应力值。经分析,螺杆在正常工作条件下,强度完全满足要求。本研究可为生物质成型机进料器正常运行提供了技术依据。     

加热器支撑孔板应力分析

文章采用常规设计标准设计的加热器筒体、球形封头、支座等结构符合相关标准要求,强度校核合格。采用有限元法,利用ANSYS分析软件,通过简化与建立模型、划分网格、施加载荷与约束计算某加热器的支撑部分、穿孔承载板等结构的应力分布,并基于JB4732-1995《压力容器分析设计》标准,进行评定。     

月牙肋钢岔管结构优化及联合承载机理研究

运用ANSYS软件的APDL语言,提出埋藏式对称Y形月牙肋钢岔管的参数化有限元分析方法。该方法集岔管建模、网格自动划分和加载求解为一体,不仅可对钢岔管进行体形设计与优化,而且方便对影响钢岔管与围岩联合承载比例的各因素进行敏感性分析。以某抽水蓄能电站岔管为例对方法进行了验证,结果表明该方法能节省大量工作、提高工作效率,具有较大的实用价值。     

基于有限元APDL参数化建模的叠层曲板装置

在有限元软件中,采用APDL参数化有限元技术,对叠层曲板进行参数化建模。在建模中用APDL语言选择合适的单元、属性、网格划分的方式,对叠层曲板装置进行非线性有限元分析。采用APDL建模,增加了工作的效率,在大规模、大批量的生产中提高了生产效率。     

基于ANSYS/PDS的泵轴可靠性分析

为提高泵轴的可靠性,设计时按照工程实际,将泵轴的几何尺寸、载荷、应力以及疲劳极限等各参数视为随机变量,采用蒙特卡罗模拟技术,通过Pro/E三维实体建模、模型导入ANSYS进行静应力分析、生成概率分析文件、使用PDS模块计算可靠度等步骤,可以得到比传统设计方法精度高的泵轴失效概率及可靠度.以DLY25—270/9—37型立式多级油泵的泵轴为例进行计算,在置信度为95%时,该泵轴的可靠度为99.87%;表明这种利用ANSYS/PDS模块对泵轴进行可靠性分析的方法是可行的,为泵轴的可靠性设计提供了新的思路,具有一定的工程应用价值.     

基于ObjectARX的泵轴强度校核应用软件开发

针对泵轴的强度校核计算,在Visual C 6.0编程语言的支持下,采用ObjectARX应用程序作为二次开发工具,在AutoCAD开发平台下,采用ADO接口链接泵轴数据库进行管理,图形数据处理采用ObjectARX进行编写,开发了泵轴强度计算程序,利用MFC创建用户界面并运用ADO进行数据集成、读取,使数据与用户达到动态交互。程序运行结果表明,设计出的程序界面友好,数学运算功能强大,运行效率高。     

低比转数潜水电泵无过载设计

结合BQS80-180/3-90型低比转数潜水电泵的设计,分析叶轮结构参数对泵轴功率特性的影响。在保证泵运行时最大轴功率不超过配套电动机输入功率的前提下,为了能够减小配套电动机功率,进一步研究减小泵最大轴功率的方法,提出了叶轮结构参数设计判别公式。利用Fluent软件对轴功率进行预测,结果表明：利用该判别公式设计的叶轮,最大轴功率与额定设计工况下轴功率的比值小于1.2。通过样机试验,各项参数均达到额定要求,且最大轴功率大幅度降低,验证了判别式的实际应用效果。     

前、后置竖井贯流泵装置基本流态分析

利用数值模拟软件Fluent 6.2对雷诺时均N-S方程进行离散,采用S-A单方程模型和SIMPLEC算法对前置竖井和后置竖井贯流泵装置在50％~120％设计额定流量等共16种工况进行了数值计算,并与换算成原型尺寸后的模型试验结果进行了对比,发现性能变化趋势吻合较好,在相同流量下数值计算值与试验值效率误差均在±5%以内。分别对前、后置竖井贯流泵装置的进水流道、泵室段和出水流道在设计流量工况下的基本流态进行了分析和对比,探讨了水力损失的原因。结果表明,前置竖井贯流泵装置的进、出水流态都比较好,而后置竖井贯流泵装置的进水流态均匀平顺,但出水流道的流态比较混乱,水力损失相对较大,装置效率低于前置竖井贯流泵装置;导叶和竖井是影响出水流道流态和装置效率的关键因素,在导叶环量和竖井的影响下极易产生脱流和漩涡。     

大型贯流式泵站快速门加速启动过渡过程

为研究大型贯流式泵站机组闸门加速启动过程中的外特性参数变化及流态变化,对灯泡贯流泵机组进行三维建模,采用Fluent软件中的UDF来控制闸门的启动过程,使用铺层法动网格技术来控制闸门处网格生成与消灭,并设定S-A模型作为湍流模型,对灯泡贯流泵机组启动过程进行瞬态数值模拟.计算结果表明:当贯流泵机组快速门以10倍设计速度启动时,机组的转速与流量将以更快的速度达到额定转速与额定流量,同时瞬间最大倒灌流量相比未加速启动时增加了30%.当贯流泵机组处于倒流状态时,靠近轮毂处叶轮叶道压力面的压强呈现出从叶轮进水边向出水边逐渐递增的分布规律.当机组处于零流量的临界状态时,混乱的流态导致压力集中及脱流现象加重,叶轮进水边负压区范围扩大且程度加深.     

特低扬程大流量贯流泵站水泵选型

针对特低扬程大流量水泵的选型问题,以某设计净扬程仅0.32 m的贯流泵站为例,进行水泵性能预测.利用现有水力模型的泵段特性曲线及装置特性曲线进行相似换算,并对计算结果进行比较.通过进一步的数学推演,提出了采用水泵泵段特性参数推算泵装置效率指标的方法,并结合数值模拟及装置模型试验进行验证.结果表明,对于运行净扬程 1 m...     

变性高阶比傅里叶非圆齿轮驱动差速泵设计与试验

为进一步提高差速泵性能,提出了一种变性高阶比傅里叶非圆齿轮驱动的六叶片差速泵。建立了变性高阶比傅里叶非圆齿轮传动模型和六叶片差速泵性能指标计算模型,编写差速泵性能分析软件。计算和分析不同阶数比和不同变性系数下的差速泵排量、流量和脉动率等性能,计算结果表明,高阶数比非圆齿轮副有利于提高六叶片差速泵综合性能,变性系数改变有利于降低单泵脉动率。经试验台测试,在相同泵尺寸及管路环境下,变性高阶比差速泵第一叶轮输入轴微应变均值下降35. 2%,降低了差速泵流量脉动。而非圆齿轮的不根切最大模数增加27. 7%,增强了承载能力。排量变化不大,降低了1. 2%。该设计更有利于低脉动、大载荷工况。     

无过载叶轮几何参数的计算

为降低离心泵的最大输入功率，提高泵组的运行可靠性，导出了一数学模型以优化叶轮几何参数，它能将泵的轴功率降低到最小可能值，为这类离心叶轮参数计算提供了一种新的方法。     

基于结构化网格的低比转数离心泵性能数值模拟

针对复杂模型生成的非结构网格质量差、计算难收敛问题,以一低比转数离心泵为例对其进行整体结构化网格划分,将结构与非结构两种不同类型网格导入CFX软件,进行多个工况点下的流场模拟.分析表明,结构化网格收敛速度快、收敛精度高,得到压力云图分布更为均匀,压力更接近设计值,小叶片绕流区分离涡更明显.模拟计算结果与试验数值的对比验证了结构化网格模拟计算值的可行性和准确性.