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谈述开端铝合金过滤器卡箍式快开端盖设计和安全评定

收藏本文 2024-04-13 点赞:7889 浏览:24491 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着卡箍式快开过滤器在工业生产中得到大量运用,市场竞争越来越激烈,过滤器的成本受到越来越多的重视,轻量化已成为降低成本,提升产品市场竞争力的重要手段。采取铝合金替代钢材来减轻过滤器的重量,得到越来越多的关注和运用。卡箍式快开端盖是过滤器关键的承压部件,本论文以它作为探讨对象,进行铝合金替代钢材实现过滤器轻量化的探讨。首先,根据不锈钢304卡箍式快开端盖的结构特点,利用ANSYS软件建立简化的有限元接触浅析模型,探讨各组件应力的起因和分布规律。通过路径浅析校核快开端盖的强度,运用回转壳体的“无矩论述”对模拟结果进行初步检查,并进行了物理实验验证其次,根据快开端盖结构特点和利用要求,依据“等强度”原理选取铝合金5083和7075作为替代材料。通过拉伸实验获得铝合金5083和7075在设计温度下基本的力学性能,获得两种铝合金材料的设计许用应力。卡箍的几何尺寸保持不变,对椭圆封头和筒体的厚度进行计算,设计了3种尺寸规格的铝合金卡箍式快开端盖。再次,利用ANSYS有限元模拟软件,对3种尺寸规格的铝合金卡箍式快开端盖进行应力浅析和强度校核,结果表明采取铝合金5083和7075替代304是可行的。通过减重效果的比较浅析,确定了铝合金卡箍式快开端盖结构的最终尺寸。最后,通过对两种材料的卡箍式快开端盖的材料成本、利用性和安全性等方面的浅析比较,显示出铝合金替代不锈钢304具有较大的经济优势。关键词:过滤器论文快开端盖论文铝合金论文轻量化论文有限元论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-8

    致谢8-15

    第一章 绪论15-19

    1.1 引言15

    1.2 快开端盖结构类型及其设计要求15-16

    1.2.1 快开端盖结构类型15-16

    1.2.2 快开端盖设计要求与材料16

    1.3 有限元法在快开压力容器中的运用近况16-17

    1.4 课题来源、目的及作用17-18

    1.4.1 课题来源与目的17-18

    1.4.2 课题作用18

    1.5 课题主要探讨内容18-19

    第二章 压力容器设计的基础论述19-26

    2.1 引言19

    2.2 回转壳体的无矩论述19-22

    2.2.1 无矩论述的提出19-20

    2.2.2 无矩论述平衡方程20-21

    2.2.3 无矩论述的利用条件21

    2.2.4 无矩论述的运用21-22

    2.3 压力容器的应力分类22-26

    2.3.1 应力分类22-23

    2.3.2 应力强度限制条件23-24

    2.3.3 应力强度计算策略24-26

    第三章 卡箍式快开端盖有限元建模26-36

    3.1 卡箍式快开端盖的几何模型26-28

    3.1.1 快开端盖的几何尺寸26-27

    3.1.2 卡箍式快开端盖模型简化27-28

    3.2 弹性有限元基本论述28-30

    3.2.1 弹性力学的基本方程28-29

    3.2.2 弹性力学有限元方程建立29-30

    3.3 卡箍式快开端盖网格划分30-31

    3.3.1 单元类型选择30

    3.3.2 网格划分30-31

    3.4 接触与摩擦不足31-33

    3.4.1 接触界面条件31-32

    3.4.2 接触对的定义32-33

    3.4.3 摩擦模型33

    3.4.4 接触不足的求解策略33

    3.5 过滤器设计参数33-34

    3.6 边界条件34

    3.7 有限元浅析的参数化设计34-36

    第四章 钢制卡箍式快开端盖应力浅析及强度评定36-46

    4.1 有限元计算结果浅析与讨论36-40

    4.1.1 应力强度分布36-39

    4.1.2 接触应力分布39-40

    4.2 应力分类与强度评定40-44

    4.2.1 应力强度评定路径选择40-41

    4.2.2 应力分解41-44

    4.2.3 应力强度评定44

    4.3 有限元计算结果的论述验证44-46

    第五章 有限元模拟结果的实验验证46-49

    5.1 实验案例及设备46-47

    5.2 实验历程47

    5.3 模拟结果与实验结果的比较47-49

    第六章 铝合金卡箍式快开端盖设计与评定49-66

    6.1 材料选择与力学性能实验49-54

    6.1.1 材料选择49

    6.1.2 铝合金 5083 高温拉伸实验49-52

    6.1.3 铝合金 7075 室温拉伸试验52-54

    6.2 铝制卡箍式快开端盖设计案例54-56

    6.2.1 设计参数54

    6.2.2 铝制快开端盖的几何尺寸54-56

    6.3 铝制快开端盖应力浅析与强度评定56-65

    6.3.1 案例 1 应力浅析与强度评定56-59

    6.3.2 案例 2 应力浅析与强度评定59-61

    6.3.3 案例 3 应力浅析与强度评定61-64

    6.3.4 设计案例确定64-65

    6.4 经济性的比较65-66

    第七章 结论与展望66-67

    7.1 结论66

    7.2 展望66-67

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