淺析ANSYS技術在化工機械設計中的應用

楊戩

【摘 要】隨著我國經濟的快速發展，我國在機械設備研究領域也獲得了飛速的發展，ANSYS軟件、AUTO軟件、ALGOR軟件等為我國機械的外形設計提供了有力的技術支持。當前我國政府積極支持者計算機輔助程序的發展，計算機輔助程序所存在的局限性的現狀問題正在慢慢地改善。本文主要就ANSYS軟件進行分析，從當前ANSYS軟件在化工機械設計過程中的使用現狀以及具體的應用等方面進行分析論述。

【關鍵詞】ANSYS技術；化工機械設計；發展歷史；現狀；具體應用

自1978年至今，我國積極的認識到自身的不足，積極向上西方發達國家進行現今的技術知識的學習。[1]至今我國在計算機技術、化工技術等方面已經獲得了很大程度上的發展，當前我國的某些加工設計技術已經可以超過一些西方的發達國家。化工機械設備由于其使用的環境多樣且加工的類型多樣，使當前化工機械的種類區域復雜化，零件趨于專業化，就此ANSYS設計軟件很大程度上的為整體的工程設計提供了便利，為化工設備的虛擬化設計提供極大的便利。ANSYS的功能受到了國際上各國的普遍歡迎，ANSYS技術可以幫助設計人員進行相關的數據分析，進而為整個化工機械設備的優化提升奠定一個堅實的基礎。

一、化工機械設備技術的發展歷史

隨著經濟合計科技水平的不斷發展，我國對于化工接卸制造方面的工程重視程度不斷加深，當前我國正在積極進行著化工機械設備制造方面的研究。我國南方沿海城市積極引進西方的先進化工設備，進而使我國的機械化工行業獲得了很大程度上的發展，后來在抗日戰爭時期，我國南方的化工機械行業的發展也受到了很大的影響；后來我國進入和改革開放時期，這個時期我國積極學習西方先進的化工技術，我國的化工機械設計發展的速度日益加快，促使大量的國產化工機械設備被生產出來促進了我國的經濟的發展。同時我國經濟的快速發展反作用于化工機械行業，促使化工機械行業發展速度大大加快。在當代，隨著科技發展的不斷加快，傳統的化工設備的種類單一、針對性弱等情況被改變，我國化工機械生產正朝著專業化、系統化等方向發展。[2]

二、ANSYS軟件在化工機械生產和設計過程中的使用現狀

ANSYS軟件是美國的專業設計公司研究設計的一種主要為化工設計的軟件，從這個軟件面試來，這個軟件受到了世界各國的歡迎。后期ANSYS軟件根據化工行業的發展方向，在軟件的設計的過程中針對石油化工、接卸制造、土木建設等方面設計出了各個不同的模塊，進而有效地保障了整體制造的質量和制造的效果。[3]當前隨著互聯網技術的不斷發展，當前這個軟件可以遠程連接電腦并調用數據庫中的化工數據信息來實現仿真花的模擬。同時由于這個軟件的仿真模擬效果非常好，使其在化工機械設備的生產和研發等方面有著不可替代的地位。

這個軟件在機械設備設計方面相較于其他設計軟件具有明顯的優勢，因而在當代人們對于機械設備加工質量要求極其嚴格的當代，這個軟件的專業進行就顯得十分重要。化工機械設備往往不是由一個單一的元件組成，而是由多個不同種類不同模塊的元件組成的，CAD、PRO/E等設計軟件往往都只能進行單一零件的設計并且設計往往還無法達到想要的效果。在這個大背景下，ANSYS軟件成為了機械設備建模設計的首要選擇，本軟件在使用的過程中還可以模擬進行機械設備的零件的裝配，進而避免的設計的零件無法有效實現裝配的情況的出現。同時化工機械設備對于機械的專業性要求十分高，如果零件的尺寸出現問題的話就有可能會導致機械設備的密閉性等方面出現問題，進而影響了整個機械的質量，ANSYS設計軟件可以根據設計的零件和使用的加工設備，設計出合理的加工方式進而最大程度地降低誤差的系數來提升各個零件的匹配系數。當前ANSYS軟件正在積極調查客戶的需求，并根據當前市場的發展動向進行軟件的實時更新力求滿足用戶的發展需求。當前我國的化工機械設計人員應該積極進行ANSYS軟件的基礎操作的學習，進而使機械設備制造的質量不斷提升。

三、ANSYS軟件技術在化工機械生產工程中的具體應用

ANSYS軟件在化工機械設備的設計和制造的過程中有很多的應用，本文主要挑選該軟件的兩個最為重要的應用方面進行分析論述。如下：

（一）機械設備厚壁的建模和受力分析

1.機械設備的厚壁建模

進行機械設備的建模主要需要進行邊界的劃分、網格的劃分、設置邊界幾個方面。在進行機械設備的厚壁的建模時，首先應該填入需要使用的材料的屬性情況，進而保證在進行建模的過程中后期應力計算時可以獲得正確的屬性數據，進而保證整個模擬建設的有效性；其次在進行建模的過程中，應該進行基礎的網格的規劃，對網格的大小進行初步的設計，之后再進行緊密的調整，來實現網格設計的準確性。在進行厚壁的數據設計的過程中，還應該將實際的數據輸入到其中并輸入一定量的偏差值，進而實現有效的過程設計。[4]在模型基礎的外貌完成的基礎上，對模型的外部邊界的載荷等進行綜合分析，進而保證設計的厚壁可以滿足應力要求。在進行模型受力分析時應該精準的考慮模型所受的內壓、外壓、重力等，進而保障可以精準地確定機械設備模型的外部情況。機械設備的內部應力分布是在機械設備的厚壁建模完成的基礎上，建立模型的變形圖與軌跡線，在使用ANSYS軟件進行分析，最后得到模型的應力軌跡圖。

2.機械設備的相關數據計算

因為厚壁是一種建設采用的材料，在使用ANSYS軟件對厚壁進行建模的過程中可以設計得到其中的最大的變形的量和最大的位移的量。并且可以將這些數據進行綜合，使用MATLAB數據分析軟件對這些數據來進行分析，進而得到應力在厚壁上的大小變化，進而為厚壁的建模提供一定的便利。

（二）研究流體內部的熱量變化

在進行流體內部的熱量變化的情況的研究的過程中，首先應該使用ANSYS軟件對流體進行研究。在進行研究的過程中首先應該確定整體的組成單位，即設定每個單位的大小。結構一般都是由規則的二維圖形進行旋轉得到的三維圖形。在進行設計的過程是，每一個不同的界面所帶變得流體的位置和流體的溫度都是不同的。合理的設計便捷的位置，設計人員使用CFD對模型的邊界為之進行設計，同時便捷的位置滿足xy=0的條件。在進行相關模擬時還應該設置當前流體的溫度、流體的流速等，通過列出流速方程、能量方程等，實現真實情況的模擬。

四、結束語

綜上可知，ANSYS技術為化工機械的設計和制造打來了極大的便利，該軟件有效的綜合了其他工程軟件的優點，克服了傳統軟件的一些弊端，最大程度地模擬和還原了涉及設備的實際情況，促使化工機械設備設計發生了很大的提升。當前為了使ANSYS技術可以更好地為我國化工機械技術發展提供助力，我國的化工機械設計人員應該積極的學習軟件的使用方法，進而促使軟件的功能可以更加充分的發揮。

【參考文獻】

[1]趙黎明. 淺談ANSYS技術在油田地面工程建設中的主要應用[J]. 中國石油和化工標準與質量，2013，（18）：102-102.

[2]詹超. 淺析ANSYS技術在化工機械設計中的應用[J]. 山東工業技術，2015，（17）：22-22.

[3]李厚勝. ANSYS在化工機械設計中的應用研究[J]. 建筑工程技術與設計，2017，（20）：3818-3818.

[4]石勇. 計算機輔助工程在化工機械中的應用[J]. 機械管理開發，2014，（4）：88-89，92.