隔爆电气设备外壳强度研究及参数化设计-机械设计及理论专业论文.docx

独创性声明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明:本人所呈交的学位论文是我个 人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果 。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人的研究成果 。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢 。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名:公y\t立功年句号日 学位论文使用授权声明 本人知毛住在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并 已经在西安理工大学申请博士/硕士学位。本 人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即: 1) 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印 、缩印或其他复制手段保存研究生上交的 学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索; 2) 为教学和 科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆 、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布(包括刊登)授权西安理工大学研究生部办 理。 (保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文作者签名扣也咋导师签名: 几年 (? )日 隔爆电气设备外壳强度分析及参数化设计 学科名称：机械设计及理论 作者姓名： 作者签名 导师姓名：刘宏昭（教授） 胡穗延（研究员） 导师签名： 答辩日期： 年 月 日 摘 要 矿用隔爆电气设备外壳能有效地承受内部爆炸压力，并且能防止内部爆炸产生的高温引起外部爆 炸性环境的爆炸。矿用隔爆电气设备外壳是由六个不同厚度面板组成的封闭矩形箱体，目前它的设 计一般是使用弹性小挠度理论，参考设计手册公式进行应力、变形计算，然后绘制结构图。这种设 计方法偏于保守且效率较低。为了提高设计质量、缩短设计周期，本文对矿用隔爆电气设备外壳强 度及参数化设计进行了比较深入的研究。主要工作如下： 分析了矿用隔爆电气设备外壳的实际试验和受力状况，确定了强度分析时的计算载荷，参考有 关标准和资料，提出了矿用隔爆电气设备外壳变形的允许值，明确了除组成隔爆接合面的盖板和法 兰只允许有弹性变形外，其它侧面板允许有少量塑性变形，以提高材料的利用率，减轻设备重量、 降低成本。 用弹性小挠度理论分析计算了矿用隔爆电气设备外壳盖板和法兰在所给工况下的应力和变形， 确定它们的厚度；用结构弹塑性理论分析计算了其它侧板在所给工况下的最大承载力和内应力分 布，以确定其是否在允许值内。 使用 ANSYS 软件对矿用隔爆电气设备外壳进行了有限元分析，计算了在弹性情况下，结构的 变形和内应力分布，验证了基于弹性小挠度理论的解。并编制了基于 ANSYS 的 APDL 参数化程序， 提高了计算效率。对计算结果进行了分析讨论，给出了结构的改进意见。 根据以上强度刚度分析计算结果，确定了矿用隔爆电气设备外壳的壁厚，给出了连接螺栓的合 理数量和尺寸。基于 AutoCAD，开发了参数化绘图程序。 关键词：隔爆电气设备外壳；强度；弹塑性；有限元法；参数化设计。 STRENGTH ANALYSIS AND PARAMETERIZATION DESIGN OF FLAMEPROOF ELECTRIC APPARATUS ENCLOSURE Specialty:Mechanical Design and Theory Candidate:Sun Hailin Signature: Supervisor:Liu Hongzhao Signature: Hu Suiyan Signature: Abstract The flameproof electric apparatus enclosure for coal mine can effectively undertakes interior explosion pressure and can also prevent from explosion of exterior explosive environment caused by high temperature produced by interior explosion. The flameproof electric apparatus enclosure for coal mine is a closed rectangular box consisted of six boards with different thickness. At present, the stress and deformation calculation of this enclosure