倒傘形曝氣機有限元分析及優化設計

摘要：研究污水處理設備強度優化問題,倒傘型曝氣機是污水生物處理技術中的關鍵設備,具有充氧、攪拌和推流等作用。攪拌葉輪的設計和優化對其最主要的性能指標充氧動力效率至為關鍵。在研究曝氣機充氧機理的基礎上,對曝氣機的葉片進行了實體建模、有限元分析和優化設計。首先利用ANSYS平臺對葉片工作過程進行了研究,通過實體建模、網格劃分和有限元分析等過程,對曝氣機攪拌葉片在工作狀態的應力應變情況進行了有限元仿真分析。仿真結果明確了葉片的薄弱環節,并為進行優化和改良結構,為產品的生產設計提供了研究依據。

關鍵詞:倒傘曝氣機;有限元分析;優化設計

目    錄

1  緒論

  1.1   前言1

  1.2   有限元方法簡述.1

  1.2.1 有限元法的發展歷史.2

  1.2.2 有限元法在工程結構分析中的應用.2

  1.2.3 有限元法的新發展.3

  1.3   倒傘型曝氣機的有限元分析現狀.4

  1.4   本文主要研究內容.5

2  曝氣機工作原理和性能指標

  2.1    國內一些具有代表性的曝氣機產品及其優缺點6

  2.2    優化設計研究現狀.8

  2.2.1  優化方法學的發展與研究現狀.8

  2.3    曝氣機的結構功能及工作原理詳細分析.10

  2.4    曝氣原理分析.12

  2.5    曝氣機性能評價指標的確定.14

3 基于ANSYS曝氣機的有限元分析與優化設計

  3.1    有限元軟件ANSYS概述.18

  3.1.1  ANSYS軟件環境簡介18

  3.1.2  ANSYS軟件主要特點20

  3.2    倒傘型曝氣機葉片標準與二維圖形.21

  3.3    曝氣機的優化設計方法.23

  3.4    倒傘型曝氣機的有限元分析.23

  3.5    葉片材料的選擇.26

  3.6    葉片的網格模型.27

4   總結.34

參考文獻.35

致    謝.36