軟起動隔爆箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算【說明書+CAD+UG】
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編號:
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題 目: 軟起動隔爆箱體
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算
院 (系): 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
學(xué)生姓名: 伍榮展
學(xué) 號: 1000110131
指導(dǎo)教師單位: 機(jī)電工程學(xué)院
姓 名: 高成
職 稱: 助理研究員
題目類型:¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
2014年01月04日
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)等
一、主要內(nèi)容:
1、學(xué)會并熟練應(yīng)用UG和ANSYS軟件等相關(guān)軟件,查找和本課題相關(guān)的文獻(xiàn)和資料。
2、并分析軟啟動隔爆箱體的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)及其各個零部件的作用。分析其關(guān)鍵部位和非關(guān)鍵部位。
3、用CAD二維軟件分析和繪制箱體的二維結(jié)構(gòu),畫出最終簡化的二維結(jié)構(gòu)圖。
4、用UG三維軟件創(chuàng)建箱體的虛擬模型,將模型導(dǎo)入ANSYS軟件。
5、用ANSYS軟件對箱體進(jìn)行有限元分析。分析不同受力環(huán)境下箱體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況。
6、經(jīng)過有限元分析,對箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。重點(diǎn)考慮兩個方面:一是對箱體的薄弱部位進(jìn)行加強(qiáng),二是對箱體應(yīng)力強(qiáng)度儲備大的地方進(jìn)行“減重”。
7、對板壁和加強(qiáng)筋等關(guān)鍵部分進(jìn)行應(yīng)力和強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算和校核。
8、整理和匯總并編寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。
9、翻譯專業(yè)外語文獻(xiàn)。
二、設(shè)計(jì)的重點(diǎn):
1、有限元分析的學(xué)習(xí)和ANSYS軟件的應(yīng)用。
2、箱體結(jié)構(gòu)的分析和簡化。
3、三維模型的建立。
4、箱體結(jié)構(gòu)應(yīng)力的分析和強(qiáng)度校核計(jì)算。
5、箱體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。
設(shè)計(jì)的難點(diǎn):
1、用軟件對箱體的應(yīng)力分析設(shè)計(jì)。
2、箱體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
3、相關(guān)參數(shù)的校核。
2.準(zhǔn)備情況(查閱過的文獻(xiàn)資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件等)
一、調(diào)研情況
用于煤礦井下爆炸性氣體環(huán)境中的控制箱有本安型i、隔爆型d和增安型e等防爆類型,應(yīng)用最多的是隔爆型控制箱。隔爆型控制箱一般由殼體、內(nèi)部連接件、引入裝置、堵板等組成,需經(jīng)常開箱檢測或有觀察器件的箱體還需要有箱門和透明件。隔爆型控制箱體設(shè)計(jì)主要是根據(jù)隔爆原理,設(shè)計(jì)合理的隔爆面參數(shù)和箱體結(jié)構(gòu),使設(shè)計(jì)的隔爆型控制箱體滿足隔爆要求,在實(shí)際使用過程中達(dá)到設(shè)計(jì)效果,起到隔爆的作用。在控制箱設(shè)計(jì)中,關(guān)鍵是殼體的強(qiáng)度設(shè)計(jì)以及隔爆面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
軟啟動隔爆箱體應(yīng)用于煤礦井下,其工作環(huán)境存在大量可燃介質(zhì)(如甲烷、煤塵等)。引起爆炸的因素很多,但主要是電氣設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的火花和溫度。設(shè)備內(nèi)部發(fā)生爆炸時,當(dāng)爆炸混合氣體的火焰經(jīng)過外殼隔爆接合面時,隔爆接合面間隙破壞了可燃性混合物燃燒和爆炸的火焰反應(yīng)帶。防止這些火花和溫度引起周圍可燃性 介質(zhì)爆炸。另外,火焰在間隙傳播中又散失了部分熱量,因此,火焰經(jīng)過隔爆接合面間隙傳播之后 大大地變小變?nèi)?溫度降低,不能形成連續(xù)燃燒通路,熄滅火焰,不致引起設(shè)備外部發(fā)生爆炸、燃燒。隔爆外殼既能承受內(nèi)部混合爆炸氣體被引爆所產(chǎn)生的爆炸壓力,又能防止內(nèi)部爆炸火焰和高溫氣體通過隔爆間隙點(diǎn)燃外殼周圍的爆炸性氣體混合物。也就是說,外殼必須能承受內(nèi)部爆炸壓力,或者使火花熄滅、溫度下降,即使傳到周圍介質(zhì)中,也絕對不會引起爆炸。故當(dāng)其設(shè)備內(nèi)部即使發(fā)生故障,如起火、短路、爆炸等,也能將爆炸危險隔絕在設(shè)備內(nèi)部。
礦用隔爆箱體結(jié)構(gòu)由板筋件通過焊接,將其組裝成箱體。首先采用類比方法進(jìn)行初步設(shè)計(jì),并用三維設(shè)計(jì)軟件UG建立箱體的三維模型,再直接導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算可獲取箱體的應(yīng)力值與變形值,為箱體的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)。利用優(yōu)化設(shè)計(jì)后的數(shù)據(jù)對箱體進(jìn)行加強(qiáng)和“減重”來達(dá)到強(qiáng)化和減輕箱體
二、參考文獻(xiàn)
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[3] 展迫優(yōu).UG NX8.0工程圖教程[M]. 北京,機(jī)械工業(yè)出版社 2012.
[4] 鞏利萍.隔爆電氣設(shè)備外殼的設(shè)計(jì)及有限元分析[D].青島:山東科技大學(xué), 2009.
[5] 江克斌,屠義強(qiáng),邵飛.結(jié)構(gòu)分析有限元原理ANSYS實(shí)現(xiàn)[M]. 北京,國防工業(yè)出版社, 2005.
[6] 徐建文.隔爆外殼緊固件的設(shè)計(jì)[J].電氣防爆, 2003(1): 8-12.
[7] 賀奎.礦用快開門隔爆箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和研究[J].機(jī)電信息,2010.
[8] 劉坤.ANSYS有限元方法精解[M].北京,國防工業(yè)出版社,2005.
[9] 陳英姿.隔爆電氣設(shè)備的隔爆原理及電纜的引入[J].河北化工 2007,30(6):60-61
[10] editors, M. Brocchini, F. Trivellato. Vorticity and turbulence effects in fluid structure interaction : an application to hydraulic structure design. QWE press. 2006
三、現(xiàn)有設(shè)備及實(shí)驗(yàn)條件
計(jì)算機(jī)一臺、打印機(jī)一臺、ANSYS軟件一個、UG軟件一個、autoCAD軟件一個。
3、實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料
一、2013年12月25日至2014年1月06日 選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,搜集資料,理解課題,完成開題報(bào)告。
二、1月07日至3月01日 熟悉UG和ANSYS軟件和相關(guān)知識,查閱相關(guān)使用手冊。
三、3月02日至3月07日 理解防爆箱的結(jié)構(gòu)及其工作原理,弄懂箱體的關(guān)鍵部位,確定需要校核的相關(guān)尺寸。
四、3月08日至4月01日 用autoCAD繪制箱體的二維簡化圖并用UG三維軟件建立箱體模型。
五、4月02日至5月01日 完成箱體結(jié)構(gòu)的有限元分析,對關(guān)鍵部位進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
六、5月02日至5月19日 整理、計(jì)算和校核箱體的相關(guān)參數(shù)。
七、5月20日至6月05日 整理打印畢業(yè)論文及相關(guān)資料,交指導(dǎo)老師評閱。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師(簽字):
2012年12月28日
開題小組意見
開題小組組長(簽字):
2013年1 月 5日
院(系、部)意見
主管院長(系、部主任)簽字:
2013年1月 日
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