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基于CAE技术的化工设备设计

作者:Simwe    来源:互联网    发布时间:2012-07-12    收藏】 【打印】  复制连接  【 】 我来说两句:(0逛逛论坛

    2.2设备的壁厚设计(经验设计法)

    储罐的圆 筒形罐壁主要受到储液的液体静压力,此静压力是按三角形分布的,因此储罐的罐壁的设计主要是计算合适的壁厚,采用薄膜理论来计算。本设计需用的储罐是等壁厚储罐。

    因此可以用简化计算公式:

    综合考虑到钦板的厚度负公差以及钦板的规格,加上所储存的液体为有腐蚀性的物料,因此需要按强度要求给强度要求理论计算值一个稍大的安全系数,使其能完全满足刚度的要求,确定储罐的尺寸如下:

    当然 ,有 些设计者为保险起见,直接使用5mm,6mm的板来制造加工设备也是完全可能的,并没有太严格的限制。所以完全按经验来确定的壁厚,并不能确定是否为最合理的方案。

    2.3设备的总重量

    设备主要由槽底、槽顶、槽身组成,分别计算:

3 用模糊评价法确定设备的壁厚腐蚀裕量

    模糊评价

法是CAE中常用的一种数学分析方法。将工程中的问题建立数学模型来进行分析处理是其基本的思路和方法。可以使用数学方法来建立工程问题的数学模型,进行分析计算。

    本设计中的腐蚀裕量取值在1.5一3之间,此设备的设计水平较高,制造水平一般,材料较好,非常重要。按以下步骤建立数学模型:

    3.1建立属性集

    影响腐蚀裕量的属性主要有:设计水平,制造水平,材质,重要程度,所以属性集为A=}设计水平,制造水平,材质,重要程度}。

    3.2建立权重集

    在各属性中,侧重重要程度,确定权重集为F= ( 0.26 ,0.20,0.24,0.30)。

    3.3建立评价集

    腐蚀裕量 C,= 1.5一3,将该区间按等步长(h=0.3)分离,建立评价集为K= {1.5,1.8,2.1,2.4,2.7,3.0},当然可以取得更小。

    3.4单因素评价

    按 一个 因 素出发进行评价,定出腐蚀量对各离散值的隶属度,得出评价集为

    3.5模糊综合评价

    进行 F 和R合成,使用近几年来CAE设计中常用的处理软件MATLAB6.5 来处理矩阵,可得

    3.6用MATLAB编程功能可以完全确定以上所有的参数在 MA T LAB中输人源程序:

% 号后 面 全部为程序的注释说明

    D= 3 .0 ; %储罐直径和最高液面到圆板下端的距离;

    H = 3. 0;

    %用模糊评价法确定设备的壁厚腐蚀裕量;

    %建 立 权 重 集 ;

    3.7 运行得到全部的结果


4 两种设计的造价成本对比分析

    制造厂家的设备报价(含加工费):2 0万元/t

    由此对比可知:

    由此可见,合理的设计方案对于控制设备成本有极为现实可观的效果。单纯的按经验设计并不是合理的设计方法,设计人员一定要有成本控制意识,控制最合理的方案就是为企业创造效益。

5 结束语

    设计者应该意识到,关于机械设计的各种新的分析理论应该越来越受到工程设计界的关注,相应的方法及工具正开始大量应用到实际设计工作中。掌握并使用这些方法可以克服单凭经验设计的不足。

 
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