船用燃油分離器支架強度校核及改進

王曉磊，彭景輝，周 慶

（上海齊耀動力技術有限公司，上海 201203）

0 引言

文獻[1]（以下簡稱周文）中通過拓撲優化的方法將船用燃油分離器支架重量由0.252 kg減至0.135 kg，減重0.117 kg，減幅46.4%，減重效果顯著。進一步針對減重前后支架強度校核等，通過比較證實該方法的可行性和經濟性。

1 原燃油分離器支架受力描述

采用強度校核軟件對燃油分離器支架進行建模（圖1），燃油分離器底部與基座通過螺栓固定，即底座固定螺栓孔為固定約束，燃油分離器重量約5 kg，側掛式安裝，通過螺栓固定在燃油分離器支架上，即分離器固定通孔處受力50 N，方向垂直向下。網格劃分和邊界條件設定參照周文所述。

2 原燃油分離器支架強度校核

通過強度校核軟件完成原燃油分離器支架強度校核，等效應力分析見圖2，由圖2可知，在底座一固定螺栓附近最大等效應力為12.7 MPa。

圖1 船用燃油分離器支架三維模型

3 優化后燃油分離器支架強度校核

根據周文中船用燃油分離器支架優化結果和原船用燃油分離器支架強度校核分析結果，提出了增厚優化后船用燃油分離器支架底板的建議，并完成了模型建模，改進后船用燃油分離器支架見圖3，改進后燃油分離器支架的重量為0.177 kg，相對原船用燃油分離器支架重量減少0.075 kg，重量減少30%，對改進后燃油分離器支架進行強度校核，強度校核結果見圖4，從中可以看出，改進后支架最大等效應力為 8.4 MPa，比原支架最大等效應力降低 4.3 MPa，下降 34%，說明改進后支架強度有很大改善。

圖2 原支架強度校核結果

由圖4可以看出，支架底座固定螺栓處依然存在較大的等效應力，還有改進優化的空間，但由于本文僅是對周文的優化結果進行補充計算，并僅是為水下船設備及支架優化提供改進設計基礎思路，就不再深入優化該支架結構。

圖3 改進后支架模型

圖4 原支架強度校核結果

4 總結

對周文中通過拓撲優化結果進行強度校核，并提出優化改進方案進一步降低船用燃油分離器支架等效應力，實現支架的較好剛度的結構設計。通過周文及本文一系列優化方法，提供新的結構設計思路，為船用設備減重提供一種解決方案。