基于ANSYS和响应面法的排管机立柱优化设计

基于ANSYS和响应面法的排管机立柱优化设计

论文摘要

为满足排管机立柱的轻量化设计要求,快速实现设备的降本增效,以排管机立柱截面尺寸优化为研究重点,利用Design Modeler模块进行参数化建模,利用ANSYS Workbench软件静力学模块对立柱的刚度、强度以及振动模态进行有限元分析,并对立柱的结构参数进行优化。分析结果表明:立柱侧壁板宽度L2和折弯板角度α对最大总变形的敏感度最高,增大L2和α的数值可以有效减小最大总变形量; L2和α对最大等效应力的影响是非线性的,随着α的增大,最大等效应力先升高后降低,L2增大时最大等效应力会降低;优化方案相较原方案质量减轻3. 2%,最大总变形量降低14. 1%,在最大等效应力降低的同时前3阶固有频率均有所提高,达到了减轻立柱质量、增强刚度及提高固有频率的优化目的。所得结果可为类似机械设备的尺寸优化设计提供借鉴与参考。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 理论分析
  •   1.1 中心组合设计法
  •   1.2 全二阶多项式
  •   1.3 偏移哈默斯利抽样技术
  • 2 立柱有限元计算
  •   2.1 立柱截面参数化建模
  •   2.2 静力学分析
  •   2.3 模态分析
  • 3 参数敏感性及响应面分析
  • 4 响应曲面优化分析
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 吴鹏,师涛,赵世刚,魏双会

    关键词: 排管机,立柱,响应面法,敏感性分析,优化设计

    来源: 石油机械 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司,机械工业油气钻井装备工程技术研究中心

    基金: 甘肃省科技重大专项计划“自升式平台12 000 m海洋钻井装备的研发”(1602GKDA014)

    分类号: TE92

    DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.02.007

    页码: 40-48

    总页数: 9

    文件大小: 1069K

    下载量: 129

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