基于ansys对氨合成塔支座结构的分析及优化-动力工程专业论文.docxVIP

湘潭大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权湘潭大学三年后可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论 文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 摘要 摘要 氨合成塔是合成氨的核 心设备，通常采用裙座支撑方式，然而支撑区由于温 度梯度大，局部应力过大 ，时常导致支座结构的破坏 。在中小型塔器中，支承 式 支座结构逐渐取代了裙 座结构。本文以 DN 1000 氨合成塔为例，利用大型有限元分 析软件 ANSYS 对该氨合成塔支承式结构及裙座支撑区进行分析，具体内容如下： 首先，对氨合成塔 支撑底架进行应力分析 ，由于 结构不合理，于是对 底架提 出三种改进结构，分别进 行应力分析，并在此基础上，通过进一步 改进结构使得 底架满足强度及刚度要求 。同时对槽钢结构进行优化设计，并对优化前后的结构 进行对比分析。 其次，对氨合成塔支承式结构和 裙座结构支撑区分别进行机械应力分析 、热 应力分析、机械应力与热应力综合分析以及应力评定 ，并且采用“结构优化法” 对二种支撑区结构进行优化设计，并对优化前后结构进行对比分析。 最后，对氨合成塔下封头组件 及底架整体进行应力分析和应力评 定，并且以 支撑板底端离下封头端部的距离 H 为设计变量对支承式支座支撑区支撑 位置进行 优化设计，并对优化前后结构进行对比分析。 本 文 利 用 ANSYS 对 氨 合 成 塔 支 座 支 撑 区 结 构 进 行 应 力 分 析 ， 验 证 支 承 式 支 座结构的可靠性及优化设计 的可行性，并对此种支座结构的设计具有理论参考和 指导意义。 关键 词： 氨合成塔；有限元法；支承式结构；裙座；应力分析； 应力评定； 优化设计 I Ab Abstract Abstract Ammonia synthetic tower is the core of the synthetic ammonia equipment. Supported with skirt, large temperature gradient and great local stress will occur to the supported area of bearing, leading to tower failure. For small and medium-sized tower, the skirt structure was gradually replaced by bearing type. In this paper, taking ammonia synthetic tower as an example, the ammonia synthetic tower skirt and its structural supporting area will be analyzed, by adopting finite element analysis software ANSYS. The main research contents are as follows: Stress analysis for the support of ammonia synthetic tower is firstly proceeded. Given the unreasonable structure, three kinds of improvement are put forward on the stress analysis, respectively. On this basis, further structural improvement is made to meet the requirement of strength and stiffness. Meanwhile, the channel steel structure design will be optimized, followed by comparative analysis of before and after