ANSYS在化工機械設(shè)計中的實踐運用探討

盧惠燕 陳垚（臺州萬祥安全科技有限公司， 浙江 臺州 318000）

ANSYS在化工機械設(shè)計中的實踐運用探討

盧惠燕 陳垚（臺州萬祥安全科技有限公司， 浙江 臺州 318000）

隨著科學技術(shù)的發(fā)展與進步，社會生產(chǎn)活動的機械化程度越來越高，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)幾乎離不開對機械設(shè)備的運用，尤其化工生產(chǎn)中?；どa(chǎn)對機械設(shè)備性能與可靠性有著較高要求，想要保障化工機械設(shè)備性能的發(fā)揮，以滿足生產(chǎn)需求，必須要做好機械設(shè)計工作，確保設(shè)計科學性與合理性。傳統(tǒng)化工機械設(shè)計模式，設(shè)計效率低，且容易出現(xiàn)錯誤和漏洞，而且方案修改不靈活，設(shè)計效果不直觀。而ANSYS的應用則為化工機械設(shè)計提供了途徑，優(yōu)化了設(shè)計環(huán)境。本文將針對ANSYS在化工機械設(shè)計中的實踐運用展開研究和分析。

ANSYS；機械設(shè)計；化工機械；實踐運用

0 引言

化工機械設(shè)計復雜性和專業(yè)性強，設(shè)計難度大，影響設(shè)計效果的因素多，需要考慮到化工生產(chǎn)中的諸多要素。當前隨著化工行業(yè)的快速發(fā)展，更是對機械設(shè)備性能提出了更高要求，機械設(shè)計難度隨之提高，傳統(tǒng)設(shè)計模式已不能滿足化工機械發(fā)展需求，這便迫使著化工機械設(shè)計模式改革創(chuàng)新。而ANSYS給化工機械設(shè)計提供了新路徑、新環(huán)境，基于ANSYS環(huán)境下的化工機械設(shè)計不僅設(shè)計效果直觀，且設(shè)計過程操作簡單，在提高化工機械設(shè)計質(zhì)量和效率，減小設(shè)計誤差的同時，更縮短了設(shè)計周期，節(jié)約了設(shè)計成本，降低了設(shè)計難度。

1 ANSYS特點和功能

ANSYS是美國ANSYS公司研發(fā)的FEA軟件，能與大部分計算機輔助設(shè)計軟件接口進行數(shù)據(jù)交換與共享。該軟件操作方便，直觀性強，廣泛應用于機械制造、土木工程、石油化工、生物化學等領(lǐng)域，是主流有限元分析軟件，能用來分析、求解結(jié)構(gòu)、流體、碰撞、電磁場等問題。該軟件系統(tǒng)主要模塊包括：后處理模塊、前處理模塊、分析計算模塊，而且有強大實體建模工具，模擬效果非常強，后處理模塊能以多種數(shù)據(jù)形式進行結(jié)果顯示：如矢量顯示、梯度顯示、透明顯示、立體顯示等，提供的單元素材超過一百種以上［1］。而且具有能與互聯(lián)網(wǎng)融通，仿真各類結(jié)構(gòu)材料，簡化復雜流體動力學工程問題，進行結(jié)構(gòu)靜力、結(jié)構(gòu)動力、結(jié)構(gòu)非線性分析，歷年FEA評比中都名列第一，在機械設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)著重要位置。該軟件提出了參數(shù)化設(shè)計概念，突破了人工設(shè)計模式，軟件集成性、功能性強，采用模塊化方式為用戶提供服務(wù)，提高了機械設(shè)計靈活性。而且分析模擬解決均可輕易修改，有效彌補了傳統(tǒng)設(shè)計模式中，修改困難的問題，提升了設(shè)計質(zhì)量和準確性，減少了誤差，避免了返工，縮短工期的同時，更減低了設(shè)計成本和難度，真正顛覆了傳統(tǒng)機械設(shè)計模式，實現(xiàn)了信息化、現(xiàn)代化機械設(shè)計。因此，化工機械設(shè)計中應積極推廣和運用ANSYS技術(shù)。

2 ANSYS在化工機械設(shè)計中的實踐運用

從前文對ANSYS特點和功能的分析不難看出，該軟件有著強大功能，有明顯應用優(yōu)勢，非常值得在化工機械設(shè)計中運用，而且其功能恰恰符合化工機械設(shè)計功能上的要求。化工生產(chǎn)對機械設(shè)備性能有較高要求，所以化工機械設(shè)計具有一定特殊性，組件粗細長短各有不同，設(shè)計過程中會遇到很多模組件，工作量非常龐大，設(shè)計難度高，而且傳統(tǒng)設(shè)計模式下，修改往往受到限制，已無法滿足化工機械設(shè)計發(fā)展需求。而基于ANSYS技術(shù)，通過實體建模工具，建立虛擬模塊，生成NC程序進行設(shè)計，便能有效提高設(shè)計質(zhì)量，使細節(jié)符合設(shè)計需要，形成合格曲面［2］。具體設(shè)計過程中，分析與設(shè)計建模構(gòu)建非常重要，直接影響整體設(shè)計效果和設(shè)計質(zhì)量，為提高建模質(zhì)量，可選擇配合Pro/ E軟件構(gòu)建模型，能有效彌補視覺誤差，增強設(shè)計效果真實感。需用到ANSYS的工具主要有：UCS、實體編輯器、視覺樣式等等。建模組建后要進行設(shè)計參數(shù)優(yōu)化，以實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計，進一步提高設(shè)計效率。可通過CREATE LOCAL GROUP生產(chǎn)用戶自定義UDF，生成GPH文件，調(diào)用簇表形式給相關(guān)變量賦值，優(yōu)化細化參數(shù)調(diào)整，從而使各項設(shè)計參數(shù)符合設(shè)計。通過合理參數(shù)優(yōu)化后，基于INPUT模塊，根據(jù)參數(shù)要求生產(chǎn)新模型，展開后續(xù)設(shè)計。在參數(shù)優(yōu)化中，必須進行反復核算，確保參數(shù)合理性與科學性，要通過管理器編輯設(shè)計命令［3］。另一方面，為了保證設(shè)計質(zhì)量，提高設(shè)計精確度，應對組件邏輯關(guān)系進行驗證，運用虛擬仿真裝配方式，檢驗配裝可能性及配裝中可能出現(xiàn)的問題，從而為深入設(shè)計、后續(xù)修改提供依據(jù)和參考。由于化工機械設(shè)備用途特殊，對設(shè)備精度有較高要求。因此，細節(jié)設(shè)計中可利用ANSYS提供的CAD模型進行網(wǎng)絡(luò)劃分功能，分析離散誤差，使誤動降低到合理范圍，解決各部分不匹配問題。ANSYS所提供的網(wǎng)絡(luò)劃分功能可對復雜模型進行劃分處理，縮短設(shè)計時間。因此，在化工機械設(shè)計中，應積極運用ANSYS，改革創(chuàng)新設(shè)計手段，以提高設(shè)計水平。

3 結(jié)語

當前傳統(tǒng)化工機械設(shè)計方式，已無法滿足行業(yè)發(fā)展與市場發(fā)展需求。為了提高設(shè)計水平，降低設(shè)計難度，在化工機械設(shè)計中應積極運用ANSYS軟件。通過正確分析可以知道，ANSYS軟件功能強大，操作方便，為化工機械設(shè)計改革創(chuàng)新提供了新路徑。

［1］侯靜.基于ANSYS的加氫反應器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及可靠性分析［D］.新疆大學，2014，13（11）：119-124.

［2］徐釗.基于ANSYS二次開發(fā)在換熱器法蘭上的研究與優(yōu)化［D］.武漢理工大學，2015，11（14）：132-136.

［3］李鳳祥.基于Ansys內(nèi)壓圓柱殼體接管開孔等面積補強結(jié)構(gòu)安全性評定［D］.吉林大學，2014，13（03）：119-126.

盧惠燕（1985- ），女，漢族，浙江臨海人，本科，助理工程師，研究方向：化工。