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烟机热力疲劳问题分析问题描述WQ7型系列隧道式加温加湿烟机设备主要用在制丝生产线上对烟叶片、烟梗、梗丝或烟叶丝进行增温增湿处理或膨胀处理，提高梗丝、叶丝填充力，白肋烟叶片的含水率及温度，以满足后续工艺的要求。该系列设备是利用振动原理来输送物料，物料在隧道槽体内以抛物状态进行输送。加温加湿是在物料运动且较松散的状态下进行的，并且蒸汽在整个隧道体内均匀喷射，以便使物料能与蒸汽充分接触。该设备在工作过程中目前有两个位置易出现裂纹破坏情况：一是槽体的夹层板下层靠近焊缝位置；二是槽体的侧帮部分位置。烟机热力疲劳问题分析目的主要有：一是通过数值模拟找到引起破坏的主要因素，从而优化设计，指导设计生产；二是能够降低损失和对生产的影响。整体造型情况说明图1 整体造型如图1所示，为精简造型，减少网格量，减轻程序计算量，在不影响计算的前提下，整体的计算我们对整个结构做了如下的简化：槽体部分顶盖连接螺栓去掉。蒸气管道去掉，保留进出口位置，施加指定温度边界。槽体与工字钢之间的连接螺栓去掉，保留连接处的方形立柱。此部分在造型中 为两个重合的面，其边界条件在温度应力计算和振动应力计算中都有分别的处理。槽体的底部波纹板简化为平板。簧板在对应的面上施加簧板单元。网格情况图2 整体网格示意图温度应力计算条件1).体单元的三个场的材料添加，图1给出温度场的体单元材料。图3 体单元材料2).体单元的自由度规定，组合结构的自由度是整体取最大来处理，对于实体比板少三个自由度 （绕坐标轴的三个转角），这样体的自由度在s o c 节点规格数id取0（不存在自由度）。图4 体单元自由度规定3).板单元的温度场材料添加，其中1号材料为散热材料，2号材料为绝热材料。图5 板温度计算材料添加4).体单元的散热面材料添加，给散热边界。图6 体的散热边界5).面单元位移场材料添加，1、2号材料区分了不同的厚度的板，其中1号板为厚板（3mm），这包括底部波纹板相当于两层薄板（1.5mm）；2号板（主要在侧帮位置）为薄板（1.5mm）。图7面单元位移计算材料添加6).面单元应力计算材料添加，1、2号材料区分了不同的厚度的板，同位移场。图8面单元应力场材料添加7).指定温度边界，即在波纹板两端（宽度方向）分别指定423k 和420k的温度。图9 指定温度边界8).温度应力计算的约束边界，目的是为了保持整个结构的静定，而且不带来由附加位移约束引起的应力。图10位移约束边界19).zy面看在底部起振位置分别约束对称两点，如图九所示，一点（绿点）x、y、z三个方向位移全部约束住，第二点（黄点）x、z约束住，而y向松开。在槽进口的侧帮中心位置取点约束住x向（蓝点）。图11 约束边界2计算结果图12 温度引起的mises应力分布云图图13 温度引起的mises应力分布等直线图振动应力计算条件.体和面单元各场材料的添加同温度应力计算。.起振边界填加，以便这个面按照boundbft中的函数来给定位移。图12 起振边界.图13为起振部分的振动曲线，时间步长0.01秒，总共计算了20个时间步长。图13起振面u w（x和z向）振动曲线图横梁簧板的添加。图14 横梁的簧板单元添加振动应力计算结果振动引起的mises应力云图和等直线图分别如图15和图16所示，两图都给出的是计算最后一步的结果。图15 振动最后一步mises应力云图分布图16 振动最后一步mises应力等直线图子模型波纹板计算⑴.波纹板造型情况说明波纹板造型参照 昆船技术中心 07.06.15传的cad文件。为减少计算量，模型分三部分来计算。子模型的坐标位置与大模型统一。图17 波纹板示意图图18 波纹板图示一角⑵波纹板网格情况说明图19 波纹板网格试图图20 波纹板网格视图一角⑶波纹板振动应力计算条件整个板材料分为两种，波纹部分为单层厚度，焊接部分为两层厚度。如图21、图22所示，1号材料为波纹部分，2号材料为焊接部分。 按照组合网格的辅助程序要求，给子模型的边界id赋2图21 位移场材料图22 应力场材料图23 边界id值⑷波纹板振动应力计算结果图24 波纹板计算20步mises应力图25 位移矢量云图