一點(diǎn)關(guān)于真空設(shè)備設(shè)計的資料

未來第一站

3 i! W/ Y- F" v8 @# T2 |& u/ G

, `" M4 z" d& L7 e6 r* A8 x) X* i
    最近看了一些真空設(shè)備設(shè)計的資料,，真空設(shè)備這塊從理論到實(shí)際設(shè)計還是比較成熟的,，也有很多相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)可循,。在這分享一些,。
一。真空設(shè)備制造工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范全書
% l8 P" `- D) U1 f    http://pan.baidu.com/s/1i48cq81

二,。此類問題用軟件分析要簡便可靠的多,，下面是個例子。
真空箱強(qiáng)度的分析與優(yōu)化
近年來真空冷卻與氣調(diào)保鮮技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,，被譽(yù)為21世紀(jì)保鮮新技術(shù),。其主要內(nèi)容是由農(nóng)產(chǎn)品的采摘、真空冷卻,、氣調(diào)處理,、貯藏和運(yùn)輸?shù)榷鄠�環(huán)節(jié)形成的“冷鏈”組成。該技術(shù)對收獲后的新鮮農(nóng)產(chǎn)品（蔬菜,、果品,、花卉）的保鮮延長儲存期有著明顯效果，可擴(kuò)大農(nóng)產(chǎn)品異地調(diào)配范圍,，實(shí)現(xiàn)不同季節(jié)均衡上市,，促進(jìn)出口創(chuàng)匯，具有明顯的社會經(jīng)濟(jì)效益,。該保鮮技術(shù)中的一個重要部件是真空箱,。它體積龐大，為了抵抗抽真空所導(dǎo)致的壓力,，一般采用不銹鋼制成,，這樣真空箱在制造和運(yùn)輸過程中花費(fèi)較大。為了在滿足工作要求的前提下進(jìn)一步降低產(chǎn)品材料消耗及成本,，本文在對原有真空箱強(qiáng)度分析的基礎(chǔ)上,，利用有限元方法對真空箱進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。
! \/ Z1 r% E2 v/ V4 @
* n6 N1 ]5 X" b' e& l/ h- V8 n  D一,、真空箱的結(jié)構(gòu)和工作條件
9 X& @: T, f. g( z- G" m
圖1所示是一真空箱,，其外形為一長方體，外形尺寸為8900×2836×2648mm,，由12mm厚的1Cr18Ni9鋼板作基板和8mm厚的1Cr18Ni9鋼板加強(qiáng)板焊接而成,。在工作過程中，真空箱通過四個支腳固定,，其內(nèi)部處于真空狀態(tài),。
* d( b+ {9 i" P/ a" S
! U& w( S8 f: }) h2 M* r
二、建立有限元模型
2 P5 o7 r7 ^% p8 }
1.模型簡化及相關(guān)參數(shù)

由于真空箱使用前,，在大約1個小時內(nèi)由常壓抽為真空,，因此可以認(rèn)為真空箱是處于靜載作用下的,，外壓 Pa。

工作中真空箱四個腳固定,，這樣其約束采用在四個節(jié)點(diǎn)約束6個自由度,。

) E- o  l9 D8 |% F; Y根據(jù)壓力容器的相關(guān)規(guī)范，取安全系數(shù)n=2.0,，則許用抗拉強(qiáng)度為：
/ p- R/ ^" b& z
1 B3 W4 n2 p1 w4 D

2.網(wǎng)格劃分及有限元分析
9 r- J3 j1 d7 w9 ?0 O7 B; a1 L0 @
- W* V  y  G+ ?0 p真空箱的焊縫強(qiáng)度是一個非常復(fù)雜的問題,，在本文中暫不研究。在有限元模型中把焊接作為一體處理,。
- R! r1 E( I( D: }: z6 \
本例采用quad4網(wǎng)格形式自動劃分網(wǎng)格,。考慮建立殼（shell）單元時厚度的不同,，以及加載方便,，分別以前后基板、左右基板,、上下基板和加強(qiáng)板建立四個分組,。

為使劃分的網(wǎng)格匹配，保證基板和加強(qiáng)板之間的載荷傳遞,，采用小塊表面（surface）建立幾何模型，本例共建立1722個表面,。

加上邊界條件和材料后,，使用Nastran2004對其進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示,。
% v) v  V- I* z' F7 r% X
從圖中可以得到：工作應(yīng)力σmax=308 MPa,，
5 P) q. f( {5 D
3 F- t, G8 U  P8 r5 S8 p所以，當(dāng)強(qiáng)度剩余系數(shù)g2時,，即可以滿足使用要求,。


) j+ M" @5 O: l6 [; O2 x三、優(yōu)化設(shè)計
8 K  A' W6 _1 B0 E' C! f
3 J( G+ R4 x" b6 N& ?; B. b以基板和加強(qiáng)板的厚度作為設(shè)計變量,，根據(jù)前面的分析和設(shè)計經(jīng)驗(yàn),，基板的厚度值范圍應(yīng)限定為5～13mm，加強(qiáng)板的厚度值范圍應(yīng)限定為3～9mm,。設(shè)計的目標(biāo)是達(dá)到重量最輕,，設(shè)計約束為VON Mises應(yīng)力值在-450～450MPa。
6 L! E' @8 E7 N6 t( ?
本例在分析中設(shè)定的循環(huán)次數(shù)為10,，而在實(shí)際計算中只循環(huán)了4次就逼近了設(shè)計目標(biāo),。優(yōu)化結(jié)果分別如圖3、圖4和圖5所示,。

; ]" a' a# ^- p* ], R/ P查看*.f06文件,，優(yōu)化的詳細(xì)結(jié)果如下：

設(shè)計變量的值為：左右基板厚度為5.0013mm，前后基板厚度為5.0mm，上下基板厚度為5.0004mm,、加強(qiáng)板厚度為7.8316mm,。

經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后，真空箱重量由13120Kg減小為7897Kg,。

1 m' q; I  b3 o! q
0 a7 y7 v; y9 G; L四,、小結(jié)
7 A, h( `% m, Y$ H
本文首先對原有的真空箱進(jìn)行了強(qiáng)度分析，確定了其強(qiáng)度有較大裕度,。然后在上述分析的基礎(chǔ)上,，使用有限元方法以重量為優(yōu)化目標(biāo)對真空箱進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，并獲得了最小壁厚,。從優(yōu)化設(shè)計后的結(jié)果來看,，真空箱的重量由13120Kg降低到7897Kg，重量減少了40％,，效果比較明顯,。
: H+ N. i0 P' {7 B2 }/ Y9 s/ w
1 D3 {4 i) t, G* x  X
& y5 j5 i+ K; _

淡然

謝謝分享,，真空度是多少,？里面是多少M(fèi)pa?

XYDUANZAO

支持樓主一個，多多分享哈

駱馬湖鐵匠

樓主威武,，現(xiàn)在還在社區(qū)活動嗎,？