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基于无应力设计的压缩机配管方案优化研究
目录
内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
基本理论及方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
2.1无应力设计原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2.1.1流体静力与动力负载分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2.1.2结构应力特性与影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
2.1.3疲劳失效机制概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.2压缩机配管受力特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2.2.1主要约束类型辨识．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2.2.2承压与位移传递机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
2.3配管系统优化算法概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
2.3.1优化设计评价指标选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
2.3.2常用优化策略介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
压缩机配管无应力设计模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
3.1配管结构几何建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
3.2材料特性与力学属性定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
3.3无应力目标函数构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
3.3.1应力约束条件设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
3.3.2变量与约束关系表达．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
3.4配管边界条件与载荷施加．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
基于无应力设计的配管方案优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
4.1整体优化流程设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
4.2多目标优化方法引入．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
4.2.1经济性与可靠性的平衡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
4.2.2不同目标间的权重分配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
4.3配管路径与管件选型优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66
4.3.1路径拓扑结构分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
4.3.2连接件参数化敏感度分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
4.4管道截面尺寸参数化优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73
优化方案的计算验证与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
5.1仿真模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75
5.1.1CAD/CAE模型转换与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
5.1.2有限元模型网格划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78
5.2优化算例设定与求解．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．79
5.3结果比较与分析．．．．
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