基于有限元法的設(shè)備法蘭強度與剛度分析及工程設(shè)計軟件開發(fā).pdf

1、法蘭作為壓力容器設(shè)備和壓力管道部件，對容器及管道的安全運行至關(guān)重要。大多數(shù)國家的設(shè)備法蘭設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)主要基于彈性力學(xué)分析的Taylor-Waters法，法蘭尺寸經(jīng)多次試算校核而得。為提高非標(biāo)設(shè)備法蘭設(shè)計的精確性和設(shè)計效率，本論文針對整體設(shè)備法蘭，利用ANSYS有限元軟件，對法蘭強度和剛度進行了有限元分析和數(shù)值計算，研究了法蘭部分結(jié)構(gòu)參數(shù)對法蘭應(yīng)力和轉(zhuǎn)角的影響。在此基礎(chǔ)上，采用ANSYSAPDL參數(shù)化設(shè)計技術(shù)與VB編程工具，開發(fā)了基于有限元分

2、析(FEA)的設(shè)備法蘭工程設(shè)計軟件。
　　首先，介紹了Taylor-Waters法的基本原理和法蘭設(shè)計過程，針對某工程實際中的整體設(shè)備法蘭，依據(jù)ASMEⅧ-2-4.16中設(shè)計過程和計算公式，進行了法蘭結(jié)構(gòu)尺寸的初始設(shè)計計算;采用ANSYS軟件建立了整體法蘭有限元模型，對法蘭應(yīng)力和法蘭盤轉(zhuǎn)角進行了有限元分析和計算，并與ASMEⅧ-2-4.16計算結(jié)果進行了比較;基于Taylor-Waters理論分析法和應(yīng)力分類法給出了法蘭分析設(shè)計中

3、應(yīng)力和轉(zhuǎn)角校核判據(jù)。
　　其次，通過有限元計算研究了包括法蘭環(huán)厚度、錐頸大端厚度、錐頸高度、螺栓間距等法蘭幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)、墊片尺寸對法蘭強度和剛度的影響。
　　第三，采用Visual Studio10.0中VB編程工具和ANSYS APDL參數(shù)化設(shè)計技術(shù)開發(fā)了基于有限元分析的設(shè)備法蘭工程設(shè)計軟件CFFEA。該軟件通過交互式操作界面實現(xiàn)法蘭數(shù)值計算、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、結(jié)果獲取、自動生成報告等功能。該軟件不僅可以基于有限元法進行法蘭優(yōu)