倒伞形曝气机有限元分析及优化设计

摘要：研究污水处理设备强度优化问题,倒伞型曝气机是污水生物处理技术中的关键设备,具有充氧、搅拌和推流等作用。搅拌叶轮的设计和优化对其最主要的性能指标充氧动力效率至为关键。在研究曝气机充氧机理的基础上,对曝气机的叶片进行了实体建模、有限元分析和优化设计。首先利用ANSYS平台对叶片工作过程进行了研究,通过实体建模、网格划分和有限元分析等过程,对曝气机搅拌叶片在工作状态的应力应变情况进行了有限元仿真分析。仿真结果明确了叶片的薄弱环节,并为进行优化和改良结构,为产品的生产设计提供了研究依据。

关键词:倒伞曝气机;有限元分析;优化设计

目    录

1  绪论

  1.1   前言1

  1.2   有限元方法简述.1

  1.2.1 有限元法的发展历史.2

  1.2.2 有限元法在工程结构分析中的应用.2

  1.2.3 有限元法的新发展.3

  1.3   倒伞型曝气机的有限元分析现状.4

  1.4   本文主要研究内容.5

2  曝气机工作原理和性能指标

  2.1    国内一些具有代表性的曝气机产品及其优缺点6

  2.2    优化设计研究现状.8

  2.2.1  优化方法学的发展与研究现状.8

  2.3    曝气机的结构功能及工作原理详细分析.10

  2.4    曝气原理分析.12

  2.5    曝气机性能评价指标的确定.14

3 基于ANSYS曝气机的有限元分析与优化设计

  3.1    有限元软件ANSYS概述.18

  3.1.1  ANSYS软件环境简介18

  3.1.2  ANSYS软件主要特点20

  3.2    倒伞型曝气机叶片标准与二维图形.21

  3.3    曝气机的优化设计方法.23

  3.4    倒伞型曝气机的有限元分析.23

  3.5    叶片材料的选择.26

  3.6    叶片的网格模型.27

4   总结.34

参考文献.35

致    谢.36