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MSC特检行业应用案例(上篇)

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MSC特检行业应用案例(上篇)

MSC锅炉和压力容器成功案例
东方锅炉电站锅炉水冷壁鳍片管有限元分析
利用MSC Marc,计算电站锅炉水冷壁管墙的鳍片管在受炉膛辐射工作状态下的温度、应力场,并以有限元分析结果作为依据评判结构的安全性,从而使锅炉水冷壁结构的设计最优化。

中国成达工程公司

挠性薄管板转化气废热锅炉有限元分析
采用MSC Patran、Nastran和Marc对锅炉进行有限元分析,通过有限元分析可知,在设计工况下其最大应力发生在管板外围与换热管连接区域,最大应力值182Mpa,由于该应力为一次薄膜应力与二次弯曲应力的组合应力,按JB4732-95《钢制压力容器—分析设计标准》,该应力可用3倍许用应力加以限制,即182MPa小于3×113.2=339.6MPa。所以其最大应力满足限制条件,在安全范围内。
在管、壳程温差为54℃时,管、壳程膨胀差为2.22mm,管板最大应力为294MPa,满足3倍许用应力(324MPa)的限制条件,说明该结构有一定的抗温差应力的能力。
由于结构设计上采取了一系列的优化措施,大大提高了设备运行的安全可靠性。

压力容器设计分析
采用MSC Nastran对分析筛干燥机进行静力学分析,求解设备所要求点的TRESCA应力,并利用Patran提供的应力线性化及疲劳分析功能,对设计危险点进行应力线性化处理,求得薄膜应力Sm,弯曲应力Sb,并评估压力容器的疲劳寿命,并按照中国压力容器设计标准JB4732对容器进行了安全评定。

上海特检院气瓶结构热机耦合计算

车用压缩天然气钢质内胆环向缠绕气瓶的有限元分析采用国际通用的大型非线性有限元分析软件Marc 2013,其功能满足气瓶分析需要。选择轴对称单元, 模型中包括内胆部分、纤维环向缠绕层部分以及气体部分。

北京工业大学某项目锅炉的应力和位移有限元分析

利用MSC提供的有限元软件对锅炉的应力分布和位移变形进行了分析,采用其便捷的前后处理软件Patran建立了几何模型和有限元分析模型,并利用Nastran进行了结构分析,同时利用材料力学经典强度理论进行了计算和强度校核。

中国科技大学某进出口联箱分析

进出口联箱是从国外引进改造的压力容器设备,对其进行应力分析和强度评定十分重要,但是又不能直接套用国外的标准,所以采用MSC的有限元软件Patran和Nastran对其在高温高压作用下的情况进行了应力分析和强度评定,结果表明强度满足我国现行规范的要求。

日本三菱重工容器裂纹分析
J积分和广义J积分评定,考虑
-材料塑性
-热载荷
-惯性项
-薄壁弯管内/外表面轴向表面裂纹J积分
-焊接加强筋板处表面裂纹
-裂纹尖端应力应变分布

上海日立电器压力容器板材缺陷分析

采用MSC Nastran、Marc和Fatigue针对板材表面缺陷进行了数字化仿真分析,从壳体板材的缺陷的强度、使用寿命、耐压能力、以及考虑腐蚀因素以后的相应性能分析入手,充分探讨了壳体板材的使用规格问题,从而对板材的缺陷对产品性能的影响有了比较深刻的认识,最终为控制材料成本,保障产品质量提供了充足的、科学的依据。

MSC起重设备成功案例
门式起重机一体化仿真流程
门式吊装机构一体化仿真是一个典型的多学科集成问题,涉及:
-装机构运动学动力学分析,研究吊装机构工作机理,分析机构各构件运动关系及受力关系;
-装机构重要部件的结构强度计算,分析部件在具体工况中的应力、应变和变形。在运动学动力学分析中引入有限元弹性因素,进行刚弹耦合分析,在动力学分析中考虑部件弹性的影响,同时可以在动力学分析过程中考察动态应力和变形;
-装机构重要部件的疲劳寿命计算;
仿真分析流程:
-Adams中建立吊装机构的动力学分析模型
-行机构运动学动力学分析
-用Nastran对关键承载部件进行有限元分析,得到模态中性文件
-Adams中的相应部件替换为弹性体,进行刚柔耦合动力学计算,在动力学计算中考察弹性部件变形及应力,或者输出弹性体的受力信息,在Nastran中进行详细的结构有限元计算
-出弹性部件的的载荷时间历程,通过Adams与Fatigue接口,将相关信息导入进行关键部件的疲劳寿命计算

整机模型图

连接件柔性体模型及应力云图

刚柔一体化仿真画面

结构、多体动力学和疲劳仿真一体化仿真
抓斗起重机起吊分析
利用MSC Adams的Machinery模块中的线缆功能,分析起吊过程中的动力学性能。

三一重工集团起重臂伸缩速率研究
采用MSC Adams对钢丝绳及滑轮组的模型进行动力学仿真,研究伸缩臂按照直线加速模式速度下运动,分析起重臂和伸缩臂分别为刚体和柔性体情况下起吊物摆幅情况。

兰州理工大学机电工程学院公路桥梁桁架门式起重机结构优化分析

运用最优化方法,以起重机金属结构重量最轻为目标函数,以结构的主要梁构件的截面尺寸为设计变量,以强度、刚度为约束,应用有限元分析软件MSC/NASTRAN对门式起重机金属结构进行了结构优化。通过优化分析,获得了起重机结构主要梁构件的优化设计参数,有效地改进了设计。

桁架门式起重机有限元模型图

优化变量参数

优化后,应力和静态变形略有增加,但满足应力和位移约束条件。稳定安全系数有所增加。起重机原重量为73.2845t,优化后,起重机的最终重量为64.08606t,减少了9.19844t,降幅达12.55%。达到了优化的轻量化目标。

集装箱门式起重机结构和焊缝疲劳分析

疲劳破坏是港口机械失效的主要原因之一。轨道式集装箱龙门起重机(简称场桥),工作载荷大、工作频繁,在使用过程中承受不同工况的交变载荷,结构容易产生开裂而导致重大安全问题。
目前国内外港口机械的疲劳分析一般是基于设计规范的疲劳校核,根据应力循环特性和相关的公式计算疲劳许用应力,根据最大应力是否超出疲劳许用应力值来判断疲劳破坏。疲劳校核只是对结构整体疲劳强度的粗略的估算,不能得出结构细节及焊缝的具体疲劳寿命,无法直观的看到结构疲劳寿命分布情况。

场桥循环工作示意图

MSC电梯设备成功案例

三菱电梯、富士达电梯、迅达电梯等电梯客户
采用MSC Adams对电梯进行动力学分析,了解电梯的动力学性能、紧急制动性能及电梯制动配件的强度刚度等。

电梯紧急制动动力学分析

扶梯动力学仿真

电梯曳引机动力学仿真

电梯运行过程中绳索分析

电梯轿厢动力学分析及结果曲线图



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来源:IFD优飞迪
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首次发布时间:2022-10-19
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