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壓力容器是化工、煉油、機械中廣泛使用的承壓設備，在傳統(tǒng)設計中，考慮到壓力容器安全問題的重要性，壓力容器的設計往往偏于保守，設計的壓力容器既笨重又浪費材料，制造成本明顯高，尤其是隨著壓力容器越來越趨于大型化設計，材料的浪費現(xiàn)象愈加嚴重為此。設計出既滿足性能要求又節(jié)約材料的壓力容器就成為生產(chǎn)制造企業(yè)追求的目標。由壓力容器的實際結構一般都比較復雜，對其進行解析求解較困難，同時要求設計人員應具有扎實的理論基礎，故在壓力容器設計的過程中，最有效、最實用的方法就是數(shù)值分析的方法。結合有限元分析的特點及傳統(tǒng)優(yōu)化設計的不足，利用大型通用有限元分析軟件對壓力容器進行有限元分析，然后提取有限元分析結果進行優(yōu)化設計，既滿足了壓力容器的性能要求，又達到了節(jié)能降耗、降低成本和價格，提升企業(yè)競爭力的目的。
優(yōu)化設計是近年來發(fā)展起來的一門新的學科，它在解決復雜問題時，能定量地從眾多的設計方案中找到盡可能完美的或最適宜的設計方案，故在工程實際中的應用越來越廣泛。
優(yōu)化設計是數(shù)學規(guī)劃和計算機技術相結合的產(chǎn)物，是一種將設計變量表示為產(chǎn)品性能指標，結構指標或運動參數(shù)指標的函數(shù)，稱為目標函數(shù)，然后在產(chǎn)品規(guī)定的性態(tài)，幾何和運動等其它條件的限制范圍內(nèi)，稱為約束條件，尋找一個或多個目標函數(shù)最大或最小的設計變量組合的數(shù)學方法。進行優(yōu)化設計時，首先要把實際設計問題轉化為優(yōu)化設計的數(shù)學模型。在明確設計變量，約束條件，目標函數(shù)之后，優(yōu)化設計問題數(shù)學模型的一般形式為。
利用大型通用有限元分析軟件進行優(yōu)化設計，可按照以下個步驟進行：
1)建立參數(shù)化的有限元分析文件
有限元分析文件的建立在整個優(yōu)化設計中具有重要的意義，分析文件建立的正確與否會影響最終的優(yōu)化設計結果。該文件的建立可采用兩種方法。一種是直接編輯法，另一種是基于交互式方法。建立參數(shù)化的有限元分析文件包括以下內(nèi)容。單元類型的選擇，實常數(shù)的輸入，材料特性參數(shù)的選擇，實體模型的建立，對實體模型的網(wǎng)格劃分即有限元模型的建立，分析類型的選擇，約束條件及載荷的確定，求解以及對分析結果中相關數(shù)據(jù)的提取。
2)根據(jù)求解問題，在數(shù)據(jù)庫中建立與分析文件中的變量相對應的設計參數(shù)。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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