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標題: 一點關于真空設備設計的資料 [打印本頁]

作者: 未來第一站 時間: 2016-9-30 09:35
標題: 一點關于真空設備設計的資料
本帖最后由未來第一站于 2016-9-30 09:35 編輯

, e1 _) I$ A, B! z* W" N" E
最近看了一些真空設備設計的資料，真空設備這塊從理論到實際設計還是比較成熟的，也有很多相關標準可循。在這分享一些。5 U6 t7 `1 E1 \) Q2 W+ g0 x$ u
一。真空設備制造工藝技術標準規范全書7 `0 N( W( E) z
http://pan.baidu.com/s/1i48cq815 W. q' d' U) y/ e. i  ~
# Q7 Z! ?% ^4 U$ P" Y( G$ x
二。此類問題用軟件分析要簡便可靠的多，下面是個例子。
真空箱強度的分析與優化% W5 j+ g4 x  K7 Q/ ]
近年來真空冷卻與氣調保鮮技術的有機結合，被譽為21世紀保鮮新技術。其主要內容是由農產品的采摘、真空冷卻、氣調處理、貯藏和運輸等多個環節形成的“冷鏈”組成。該技術對收獲后的新鮮農產品（蔬菜、果品、花卉）的保鮮延長儲存期有著明顯效果，可擴大農產品異地調配范圍，實現不同季節均衡上市，促進出口創匯，具有明顯的社會經濟效益。該保鮮技術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致的壓力，一般采用不銹鋼制成，這樣真空箱在制造和運輸過程中花費較大。為了在滿足工作要求的前提下進一步降低產品材料消耗及成本，本文在對原有真空箱強度分析的基礎上，利用有限元方法對真空箱進行了優化設計。 + p! ^, A7 F4 X1 l. }

1 P' S) a; B) p( _一、真空箱的結構和工作條件 6 ]- Q" k" c! }" R; L! n: m
+ m1 j' K( W% u* j1 H$ Z; V+ 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鋼板加強板焊接而成。在工作過程中，真空箱通過四個支腳固定，其內部處于真空狀態。
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二、建立有限元模型 1 D) U$ m! x% G8 |1 c
/ }+ e" x4 N  C( v5 ?
1.模型簡化及相關參數
' C( `* n" M4 P5 T( W$ z- ]* O9 u3 P$ J. F2 O( y" ~- c# D
由于真空箱使用前，在大約1個小時內由常壓抽為真空，因此可以認為真空箱是處于靜載作用下的，外壓 Pa。   B% o+ e; H# }; S' I7 G( V

  j8 t0 w2 M6 s1 X工作中真空箱四個腳固定，這樣其約束采用在四個節點約束6個自由度。
/ Z% e! U# h4 i4 q/ u# k. I9 i. }0 ?4 T  ?7 `0 s0 V
根據壓力容器的相關規范，取安全系數n=2.0，則許用抗拉強度為：
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2.網格劃分及有限元分析
5 W0 q2 G2 r4 r% w6 g
3 X! L- Q( h" R; y8 k真空箱的焊縫強度是一個非常復雜的問題，在本文中暫不研究。在有限元模型中把焊接作為一體處理。 4 B( i5 J- e; s6 l1 J
+ Q7 V8 C( H' Y9 H2 Z
本例采用quad4網格形式自動劃分網格。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、上下基板和加強板建立四個分組。
  W. {" H  i, O" p1 I% H5 @
- q: V0 E) o1 }% [) r2 b為使劃分的網格匹配，保證基板和加強板之間的載荷傳遞，采用小塊表面（surface）建立幾何模型，本例共建立1722個表面。
5 w7 Z# _& S6 V9 z5 e& K8 P7 ]& O" ~! H+ p$ q# l' a) L
加上邊界條件和材料后，使用Nastran2004對其進行分析，結果如圖2所示。

從圖中可以得到：工作應力σmax=308 MPa，
7 N& d% T6 w+ R. }7 a' B
, s6 {( }* ^' v; x所以，當強度剩余系數g2時，即可以滿足使用要求。
[attach]401711[/attach]: @/ f; i, H$ d7 i/ i
8 c, H3 Y" l; |- v) U  ^
三、優化設計
- @# R3 J1 k; s9 m/ }$ o  T+ V* R" ~8 n/ R
以基板和加強板的厚度作為設計變量，根據前面的分析和設計經驗，基板的厚度值范圍應限定為5～13mm，加強板的厚度值范圍應限定為3～9mm。設計的目標是達到重量最輕，設計約束為VON Mises應力值在-450～450MPa。 8 m7 Z# c9 @9 R7 Z# F

; ~4 r$ U* W( F3 s$ f) W5 V本例在分析中設定的循環次數為10，而在實際計算中只循環了4次就逼近了設計目標。優化結果分別如圖3、圖4和圖5所示。

查看*.f06文件，優化的詳細結果如下： 9 V( I6 B8 e- Y+ f9 g' L# V

3 ?+ I, h( X3 Q6 d5 L7 C8 o4 z設計變量的值為：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、加強板厚度為7.8316mm。 ) \) G4 v$ s1 C! G' T/ `' G

1 F& T7 c: y+ x! C9 p經過優化設計后，真空箱重量由13120Kg減小為7897Kg。
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" V1 H0 b; v8 e- V! ^4 N$ ~5 {2 t& E6 c
四、小結
' T4 |2 a& T& t( M4 ]
; ]6 ^4 e9 A/ U* p# R( u本文首先對原有的真空箱進行了強度分析，確定了其強度有較大裕度。然后在上述分析的基礎上，使用有限元方法以重量為優化目標對真空箱進行了優化設計，并獲得了最小壁厚。從優化設計后的結果來看，真空箱的重量由13120Kg降低到7897Kg，重量減少了40％，效果比較明顯。 ' }3 z8 a  }( o8 [7 H

作者: 淡然 時間: 2016-9-30 11:40
謝謝分享，真空度是多少？里面是多少Mpa?

作者: XYDUANZAO 時間: 2016-12-8 16:06
支持樓主一個，多多分享哈

作者: 駱馬湖鐵匠 時間: 2024-3-5 09:16
樓主威武，現在還在社區活動嗎？

作者: 破小孩 時間: 2025-5-8 09:00
感謝樓主分享資料，目前在學習真空方面的知識，網上資料不好找。

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