基于有限元方法的隔膜腔强度分析和结构优化设计

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Q： Q iChina New Techno1如式 2-5所示。结果表明隔膜腔的应力满足强度使用要求。

P =40．12MPa

根 据相 同 的应力 分 析方 法，用ANSYS软件对修改结构后的隔膜腔进行应力分析。修改结构后的隔膜腔的应力线性化路径的定义位置与改结构之前的位置相同。修改结构的隔膜腔的最大等高 新技 术、、遵 ＼?＼一 ／ ＼ ～ 图 5不 同路径的等效应力变化曲线效应力列在表 2中。

表 2不同路径的最大等效应力(修改结构)薄膜应力 薄膜 +弯曲 总应力 路径(MPa) (MPa) (MPa)1 60-38 137．25 148．672 50．42 128．57 155383 68．76 109-32 126．044 69．81 97．49 132．72根据表 2中的等效应力，按照ASMEVIII一2标准对隔膜腔的强度进行校核，可以看出修改结构后的隔膜腔同样满足强度要求。

3结论通过对用于远距离管道输送的某型隔膜泵隔膜腔的应力分析和校核，可得到如下结论：original slrtlcture Modified s嫩lc{tl ℃图 6修改结构前后的隔膜腔剖面图可 通 过有 限元 分析软件 ANSYS对隔膜腔进行静应力分析，并且获得了工作压力下隔膜腔的最大应力位置和最大应力值。

根据 ASME VIII一2标准中对应力的分类，在隔膜腔 1／4对称模型上定义了四条不同的应力线性化计算路径，并且通过ANSYS后处理模块获得了等效应力变化曲线。隔膜腔的机械强度通过相关的应力校核方法进行了校核，结果显示修改结构前后的隔膜腔结构均满足强度要求。

通过减小壁厚获得了一种新的隔膜腔结构，新结构通过校核满足强度使用要求，通过比较结构，发现新结构减小了重量，降低了制造成本。

参考文献【llANSYS help．USA：ANSYS company，2010.

[2]M．W．Lu， Y．Chen， I．G Li Two—step Approach of Stress Classifcation andPrimary Structure Method．J．Presure VeselTechno logy，2000，122(01)：2-8.

【3]ASME Boiler&Pressure Vessel Code，VIII Division 2， Alternative Rules， Rulesfor Constru ction ofPressure Vessels，2007.