基于COMSOL有限元分析的滤芯外壳结构优化

针对滤芯外壳测试环境苛刻的要求,以滤芯外壳为研究对象,运用SolidWorks三维软件对滤芯外壳进行建模,通过COMSOL软件对滤芯外壳结构进行有限元分析,探究了滤芯外壳在爆破工况测试条件下的应力和变形情况。经理论分析与实验测试,结果表明:滤芯外壳的最大应力峰值出现在根部直径突变位置,相对较为集中,最大应力为198 MPa,此时的变形量为8.78 mm,超过材料许用应力;通过增大圆角半径和厚度对滤芯外壳进行优化,优化后滤芯外壳的最大应力为123 MPa,相比优化前减小了37.8%,在材料的许用应力之内,此时的最大变形量为6.33 mm,相比优化前减小了27.9%;优化前的滤芯外壳最大爆破压力为2.86 MPa,优化后的滤芯外壳最大爆破压力为3.47 MPa,相比优化前提高了17.5%,达到了目标爆破压力3.2 MPa,满足设计要求。该研究结果为后期滤芯外壳的结构设计提供了理论基础。