浅析ANSYS技术在化工机械设计中的应用

杨戬

【摘 要】随着我国经济的快速发展，我国在机械设备研究领域也获得了飞速的发展，ANSYS软件、AUTO软件、ALGOR软件等为我国机械的外形设计提供了有力的技术支持。当前我国政府积极支持者计算机辅助程序的发展，计算机辅助程序所存在的局限性的现状问题正在慢慢地改善。本文主要就ANSYS软件进行分析，从当前ANSYS软件在化工机械设计过程中的使用现状以及具体的应用等方面进行分析论述。

【关键词】ANSYS技术；化工机械设计；发展历史；现状；具体应用

自1978年至今，我国积极的认识到自身的不足，积极向上西方发达国家进行现今的技术知识的学习。[1]至今我国在计算机技术、化工技术等方面已经获得了很大程度上的发展，当前我国的某些加工设计技术已经可以超过一些西方的发达国家。化工机械设备由于其使用的环境多样且加工的类型多样，使当前化工机械的种类区域复杂化，零件趋于专业化，就此ANSYS设计软件很大程度上的为整体的工程设计提供了便利，为化工设备的虚拟化设计提供极大的便利。ANSYS的功能受到了国际上各国的普遍欢迎，ANSYS技术可以帮助设计人员进行相关的数据分析，进而为整个化工机械设备的优化提升奠定一个坚实的基础。

一、化工机械设备技术的发展历史

随着经济合计科技水平的不断发展，我国对于化工接卸制造方面的工程重视程度不断加深，当前我国正在积极进行着化工机械设备制造方面的研究。我国南方沿海城市积极引进西方的先进化工设备，进而使我国的机械化工行业获得了很大程度上的发展，后来在抗日战争时期，我国南方的化工机械行业的发展也受到了很大的影响；后来我国进入和改革开放时期，这个时期我国积极学习西方先进的化工技术，我国的化工机械设计发展的速度日益加快，促使大量的国产化工机械设备被生产出来促进了我国的经济的发展。同时我国经济的快速发展反作用于化工机械行业，促使化工机械行业发展速度大大加快。在当代，随着科技发展的不断加快，传统的化工设备的种类单一、针对性弱等情况被改变，我国化工机械生产正朝着专业化、系统化等方向发展。[2]

二、ANSYS软件在化工机械生产和设计过程中的使用现状

ANSYS软件是美国的专业设计公司研究设计的一种主要为化工设计的软件，从这个软件面试来，这个软件受到了世界各国的欢迎。后期ANSYS软件根据化工行业的发展方向，在软件的设计的过程中针对石油化工、接卸制造、土木建设等方面设计出了各个不同的模块，进而有效地保障了整体制造的质量和制造的效果。[3]当前随着互联网技术的不断发展，当前这个软件可以远程连接电脑并调用数据库中的化工数据信息来实现仿真花的模拟。同时由于这个软件的仿真模拟效果非常好，使其在化工机械设备的生产和研发等方面有着不可替代的地位。

这个软件在机械设备设计方面相较于其他设计软件具有明显的优势，因而在当代人们对于机械设备加工质量要求极其严格的当代，这个软件的专业进行就显得十分重要。化工机械设备往往不是由一个单一的元件组成，而是由多个不同种类不同模块的元件组成的，CAD、PRO/E等设计软件往往都只能进行单一零件的设计并且设计往往还无法达到想要的效果。在这个大背景下，ANSYS软件成为了机械设备建模设计的首要选择，本软件在使用的过程中还可以模拟进行机械设备的零件的装配，进而避免的设计的零件无法有效实现装配的情况的出现。同时化工机械设备对于机械的专业性要求十分高，如果零件的尺寸出现问题的话就有可能会导致机械设备的密闭性等方面出现问题，进而影响了整个机械的质量，ANSYS设计软件可以根据设计的零件和使用的加工设备，设计出合理的加工方式进而最大程度地降低误差的系数来提升各个零件的匹配系数。当前ANSYS软件正在积极调查客户的需求，并根据当前市场的发展动向进行软件的实时更新力求满足用户的发展需求。当前我国的化工机械设计人员应该积极进行ANSYS软件的基础操作的学习，进而使机械设备制造的质量不断提升。

三、ANSYS软件技术在化工机械生产工程中的具体应用

ANSYS软件在化工机械设备的设计和制造的过程中有很多的应用，本文主要挑选该软件的两个最为重要的应用方面进行分析论述。如下：

（一）机械设备厚壁的建模和受力分析

1.机械设备的厚壁建模

进行机械设备的建模主要需要进行边界的划分、网格的划分、设置边界几个方面。在进行机械设备的厚壁的建模时，首先应该填入需要使用的材料的属性情况，进而保证在进行建模的过程中后期应力计算时可以获得正确的属性数据，进而保证整个模拟建设的有效性；其次在进行建模的过程中，应该进行基础的网格的规划，对网格的大小进行初步的设计，之后再进行紧密的调整，来实现网格设计的准确性。在进行厚壁的数据设计的过程中，还应该将实际的数据输入到其中并输入一定量的偏差值，进而实现有效的过程设计。[4]在模型基础的外貌完成的基础上，对模型的外部边界的载荷等进行综合分析，进而保证设计的厚壁可以满足应力要求。在进行模型受力分析时应该精准的考虑模型所受的内压、外压、重力等，进而保障可以精准地确定机械设备模型的外部情况。机械设备的内部应力分布是在机械设备的厚壁建模完成的基础上，建立模型的变形图与轨迹线，在使用ANSYS软件进行分析，最后得到模型的应力轨迹图。

2.机械设备的相关数据计算

因为厚壁是一种建设采用的材料，在使用ANSYS软件对厚壁进行建模的过程中可以设计得到其中的最大的變形的量和最大的位移的量。并且可以将这些数据进行综合，使用MATLAB数据分析软件对这些数据来进行分析，进而得到应力在厚壁上的大小变化，进而为厚壁的建模提供一定的便利。

（二）研究流体内部的热量变化

在进行流体内部的热量变化的情况的研究的过程中，首先应该使用ANSYS软件对流体进行研究。在进行研究的过程中首先应该确定整体的组成单位，即设定每个单位的大小。结构一般都是由规则的二维图形进行旋转得到的三维图形。在进行设计的过程是，每一个不同的界面所带变得流体的位置和流体的温度都是不同的。合理的设计便捷的位置，设计人员使用CFD对模型的边界为之进行设计，同时便捷的位置满足xy=0的条件。在进行相关模拟时还应该设置当前流体的温度、流体的流速等，通过列出流速方程、能量方程等，实现真实情况的模拟。

四、结束语

综上可知，ANSYS技术为化工机械的设计和制造打来了极大的便利，该软件有效的综合了其他工程软件的优点，克服了传统软件的一些弊端，最大程度地模拟和还原了涉及设备的实际情况，促使化工机械设备设计发生了很大的提升。当前为了使ANSYS技术可以更好地为我国化工机械技术发展提供助力，我国的化工机械设计人员应该积极的学习软件的使用方法，进而促使软件的功能可以更加充分的发挥。

【参考文献】

[1]赵黎明. 浅谈ANSYS技术在油田地面工程建设中的主要应用[J]. 中国石油和化工标准与质量，2013，（18）：102-102.

[2]詹超. 浅析ANSYS技术在化工机械设计中的应用[J]. 山东工业技术，2015，（17）：22-22.

[3]李厚胜. ANSYS在化工机械设计中的应用研究[J]. 建筑工程技术与设计，2017，（20）：3818-3818.

[4]石勇. 计算机辅助工程在化工机械中的应用[J]. 机械管理开发，2014，（4）：88-89，92.