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客户案例 | 通过 Ansys 结构仿真对带钢丝网套补偿器动力学分析

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Ansys渠道合作伙伴北京神州信盟亦对本案例做出贡献

带钢丝网套补偿器是一种重要的柔性连接和弹性补偿元件,在石油、化工、电力、核能、航空航天等领域得到广泛应用。带钢丝网套补偿器主要由内部的波纹管、波纹管外部的钢丝网套以及波纹管两侧的导管组成,其广泛应用于现代工业的各领域,但同时对带钢丝网套补偿器的性能要求越来越高,主要考虑的是带钢丝网套补偿器的动力学性能。



客户简介

华电重工股份有限公司(中文简称“华电重工”,英文简称“HHI”)是中国华电科工集团有限公司的核心业务板块及资本运作平台。华电重工以工程系统设计与总承包为龙头,EPC 总承包、装备制造和投资运营协同发展相结合,致力于为客户在物料输送工程、热能工程、高端钢结构工程、工业噪声治理工程、海上风电工程、光伏、氢能和智慧港机等方面提供工程系统整体解决方案。公司业务涵盖国内外电力、煤炭、石化、矿山、冶金、港口、水利、 建材、城建等领域。

 


挑战和需求


 
 

带钢丝网套补偿器动

 

带钢丝网套补偿器整体结构复杂,在位工况相对多样化,结构承受荷载多重,需要考虑常温及高温状态下的疲劳问题。需要做动力学分析,包括模态分析,对比各阶频率下的振型,并仿真模拟常温及高温状态下随机振动的疲劳寿命。需要用到模态分析模块和疲劳分析模块,Ansys 软件除了有比较友好的数据接口,在运算精度和速度方面也优于其他仿真软件。

 


解决方案

   

有限元模型

   

补偿器第三阶振型图

   

疲劳分析


采用上述经验证的有限元模型,分析了带钢丝网套补偿器结构的动力性能,主要是模态分析和常温以及高温条件下的疲劳寿命分析。施加的载荷都是根据实际使用时的工作状态确定的。并对不同工况下的计算分析结果进行了比较,得到不同载荷对带钢丝网套补偿器整体的抗振性能的影响。最后,针对实际使用和振动试验时易破坏位置均为最右端的接管处,进行了应力集中因子的计算。整个仿真分析采用 Ansys Mechanical 模块,Mechanical 模块功能齐全,操作简单,后处理多样化。

 


相关 Ansys 软件

  • Ansys Mechanical

 


最终成果

带钢丝网套补偿器结构作为管路中的重要连接和补偿元件,随着使用的日益广泛,越来越多设计人员以及研究者开始关注这一结构。而在波纹管外加装了钢丝网套,更好地保护波纹管,防止机械损伤的同时,也增加了研究带钢丝网套的补偿器的难度。通过 Ansys 仿真提早预判了设计关键点并提高了其相关使用寿命设计。

 

 “Ansys 结构解决方案帮我们解决了带钢丝网套补偿器产品设计中动力学问题。”

——杜佳俊,华电重工股份有限公司主任

 


来源:Ansys
Mechanical振动疲劳航空航天核能冶金汽车试验ANSYS
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-05-19
最近编辑:7月前
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