ANSYS在化工機械設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）

隨著科學技術的發展與進步，社會生產活動的機械化程度越來越高，現代工業生產幾乎離不開對機械設備的運用，尤其化工生產中。化工生產對機械設備性能與可靠性有著較高要求，想要保障化工機械設備性能的發揮，以滿足生產需求，必須要做好機械設計工作，確保設計科學性與合理性。傳統化工機械設計模式，設計效率低，且容易出現錯誤和漏洞，而且方案修改不靈活，設計效果不直觀。而ANSYS的應用則為化工機械設計提供了途徑，優化了設計環境。本文將針對ANSYS在化工機械設計中的實踐運用展開研究和分析。

ANSYS；機械設計；化工機械；實踐運用

0 引言

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

1 ANSYS特點和功能

ANSYS是美國ANSYS公司研發的FEA軟件，能與大部分計算機輔助設計軟件接口進行數據交換與共享。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、生物化學等領域，是主流有限元分析軟件，能用來分析、求解結構、流體、碰撞、電磁場等問題。該軟件系統主要模塊包括：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據形式進行結果顯示：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］。而且具有能與互聯網融通，仿真各類結構材料，簡化復雜流體動力學工程問題，進行結構靜力、結構動力、結構非線性分析，歷年FEA評比中都名列第一，在機械設計領域占據著重要位置。該軟件提出了參數化設計概念，突破了人工設計模式，軟件集成性、功能性強，采用模塊化方式為用戶提供服務，提高了機械設計靈活性。而且分析模擬解決均可輕易修改，有效彌補了傳統設計模式中，修改困難的問題，提升了設計質量和準確性，減少了誤差，避免了返工，縮短工期的同時，更減低了設計成本和難度，真正顛覆了傳統機械設計模式，實現了信息化、現代化機械設計。因此，化工機械設計中應積極推廣和運用ANSYS技術。

2 ANSYS在化工機械設計中的實踐運用

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，有明顯應用優勢，非常值得在化工機械設計中運用，而且其功能恰恰符合化工機械設計功能上的要求。化工生產對機械設備性能有較高要求，所以化工機械設計具有一定特殊性，組件粗細長短各有不同，設計過程中會遇到很多模組件，工作量非常龐大，設計難度高，而且傳統設計模式下，修改往往受到限制，已無法滿足化工機械設計發展需求。而基于ANSYS技術，通過實體建模工具，建立虛擬模塊，生成NC程序進行設計，便能有效提高設計質量，使細節符合設計需要，形成合格曲面［2］。具體設計過程中，分析與設計建模構建非常重要，直接影響整體設計效果和設計質量，為提高建模質量，可選擇配合Pro/ E軟件構建模型，能有效彌補視覺誤差，增強設計效果真實感。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計參數優化，以實現參數化設計，進一步提高設計效率。可通過CREATE LOCAL GROUP生產用戶自定義UDF，生成GPH文件，調用簇表形式給相關變量賦值，優化細化參數調整，從而使各項設計參數符合設計。通過合理參數優化后，基于INPUT模塊，根據參數要求生產新模型，展開后續設計。在參數優化中，必須進行反復核算，確保參數合理性與科學性，要通過管理器編輯設計命令［3］。另一方面，為了保證設計質量，提高設計精確度，應對組件邏輯關系進行驗證，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的問題，從而為深入設計、后續修改提供依據和參考。由于化工機械設備用途特殊，對設備精度有較高要求。因此，細節設計中可利用ANSYS提供的CAD模型進行網絡劃分功能，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所提供的網絡劃分功能可對復雜模型進行劃分處理，縮短設計時間。因此，在化工機械設計中，應積極運用ANSYS，改革創新設計手段，以提高設計水平。

3 結語

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

［1］侯靜.基于ANSYS的加氫反應器的結構優化設計及可靠性分析［D］.新疆大學，2014，13（11）：119-124.

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

［3］李鳳祥.基于Ansys內壓圓柱殼體接管開孔等面積補強結構安全性評定［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。