微通道内MEA/MDEA混合溶液吸收CO2的传质特性

研究了T形微通道内N-甲基二乙醇胺(MDEA)和单乙醇胺(MEA)混合水溶液吸收CO2的传质过程。考察了弹状流型下气液两相流量、MEA和MDEA浓度对液侧传质系数k L和体积传质系数k La的影响。液侧传质系数和体积传质系数均会随着MEA浓度的升高而升高。与MEA相比,MDEA浓度的提高对传质影响较小。传质系数会随着液体流量的增大而增大,但气体流量的变化对其影响较小。体积传质系数随液体流量的增大而增大,但随气体流量的增大先增大,之后趋于稳定。考虑到化学反应对传质的强化作用,引入了Hatta数,提出了一个新的体积传质系数预测式,预测效果良好。

基于ANSYS Workbench的机械手夹爪钢构仿真与优化

针对某公司设计的自动化生产线中用于夹取不同类型的元件的专机机械手,为实现机械手前端夹爪的轻量化的目标,以该机械手前端夹爪钢构为研究对象,运用ANSYS Workbench15.0有限元软件对其进行静态特性分析,在其进行参数化建模的基础上,基于多目标优化设计方法对响应面模型进行优化设计得到最优解。之后进行拓扑优化,进行去除材料的形状优化,将优化前后的静力学性能进行比较,最终结果显示在最大应力基本保持一致的基础上,该零件总重减轻了35.06%,同时保证了零件的正常工作要求,验证了拓扑优化的可行性。

基于正交试验法的龙门式折弯机的轻量化设计

针对某公司设计的一款龙门式折弯机,本文在其正式投入生产与工作之前进行计算机模拟分析,在验证设计方案可行性的同时进行轻量化设计。首先通过Solid Works对折弯机进行三维建模,模型简化后导入ANSYS Workbench15.0,通过对主要受力部位施加载荷与压强,划分网格,在最大应力小于材料屈服极限值,即保证材料性能的前提下,得出整体变形的分析结果。根据折弯机变形情况,设计结构优化方案,将工作台侧板厚度、工作台支撑板厚度、工作台顶板厚度、折弯机拉杆直径与上压板筋板厚度5个对分析结果影响显著的结构参数添加进来,进行正交试验,根据试验组号重新建模进行有限元分析。以折弯机质量最轻为目标函数,设置状态变量及尺寸变量的边界条件,使用SPSS统计分析得出系数,建立折弯机轻量化数学模型,运用Matlab优化工具箱进行求解,将各个参数圆整后重新建模并进行有限元分析,最终使折弯机整机质量减轻了3.36%,同时保证了折弯机的工作性能,优化效果显著。该研究具有一定的实际应用价值。

微通道反应器的一维放大及气液传质特性

微通道反应器能有效增强气液间传质,但处理能力受限。为了提高微通道的处理量,对微通道反应器的一维放大及气-液传质特性进行了研究。以乙醇胺(MEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)混合水溶液吸收CO2为研究物系,在通道深度恒定时,考察了微通道宽度、气液流速对传质特性的影响。结果表明,传质系数和体积传质系数均随通道宽度先增大后缓慢减小,在通道宽度为1000μm时达到最大值。比表面积随通道宽度的增大而降低。因此,合理增大微通道宽度,可在提高处理能力的同时,仍然保持良好的传质特性。

基于ANSYS Workbench的龙门式折弯机机架模态分析及工作台拓扑优化

为研究龙门式折弯机的静力学性能及其在满载工作时机架的抗振性能,运用ANSYS Workbench对一款龙门式折弯机机架进行有预应力的模态分析,得到静力学分析结果和前6阶固有频率及对应振型。利用拓扑优化,对折弯机工作台进行去除材料的形状优化,根据拓扑优化云图修整形状尺寸,然后在Solid Works中对工作台模型进行重建,将优化后的模型再次导入ANSYS Workbench中进行预应力模态分析,对优化前、后机架的静力学性能和动态特性进行比较和分析。最终,优化后的工作台质量减轻了11.7%,最大等效应力也有所减小,并且,龙门式折弯机的抗振性能不会受到影响,确定了拓扑优化的可行性。