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建模的加固板材换热器械单元应力解析体系
2014年12月18日 13:53 中国换热器网
  固定管板式换热器的有限元单元模拟固定管板式换热器的组成元件一般有:管板、管束、壳体、管箱、法兰、垫片、膨胀节、螺栓等。每一种元件均有不同的结构类型,并由此组成不同类型的固定管板式换热器。根据文献[6]提出的方法,可采用轴对称一维蜕化板单元模拟弹性基础的管板,管束为弹性基础。采用轴对称一维蜕化壳单元模拟壳体和管箱。采用常用的8节点等参二维单元模拟法兰。采用轴对称一维蜕化壳单元或弹簧单元模拟膨胀节。采用弹簧单元模拟螺栓,以及采用特殊的过渡单元进行一维单元和二维单元的连接。这样便可很好地模拟固定管板式换热器管束管板法兰(可无)壳体膨胀节(可无)系统,并得到良好的计算精度,适用的换热器类型宽,灵活性大。在管程压力Pt作用下的固定管板式换热器有限元模拟单元划分,如所示。  对于实际固定管板式换热器的分类方案是:按结构分类,包括管板的不同类型如中心区是否布管、是否为环形管板、不同的布管区数等;法兰的不同类型如法兰是否存在、[url=http://www.chinabzj.com/news/html/Tech/9484.html]螺栓[/url]是否存在、不同的法兰形式、管箱是否被卸下等;膨胀节的不同类型如膨胀节是否存在、不同的有限元单元模拟形式等;按工况分类,包括只有壳程或管程压力、是否考虑管子金属与壳体金属产生的热膨胀量不同等。  区域类与结构类的关系为部分与全部的关系,结构类的成员数据中包含一个区域对象链表。区域类与单元类的关系为全部与部分的关系,区域类的成员数据中包含一个单元对象链表。根据面向对象方法中父类、子类的概念,以及对象的继承性,描述不同结构、不同类型的元件所形成的其所属区域类的层次结构所示。  按照以上方法,由于对固定管板式换热器进行有限单元模拟时,采用了3节点单元、5节点单元、8节点二维单元和2节点单元等单元类型,以及3自由度节点和2自由度节点等节点类型,因此同样可形成模拟固定管板式换热器有限元分析过程的、不同类型所形成的其所属单元类和节点类的层次结构。自由度类、载荷类、材料类、边界条件类、结构类、求解类、应力计算类以及矩阵类和高斯节点类等的定义过程可参见文献[7,8]。
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