通过结构动态优化可以有效地控制结构的振动水平及噪声,使结构具有良好的动态性能,近几年来,动态优化技术一直受到国内外设计人员的高度关注。 在实际运行中,过程设备除了承受静载荷外,还受压力脉动等动载荷的影响。针对目前过程设备(除塔设备和管壳式换热器外)的设计大都按照常规的静力设计准则,对交变载荷引起的交变应力对设备的破坏影响无法做出合理地评定和预防,从而无法保证设备具有良好动态性能,本课题探讨了利用基于结构动力修改的动态优化方法对过程设备进行动态优化。 首先分析过程设备的载荷情况,重点分析压力脉动这一主要动载荷;论述过程设备的动力学模型,并举例介绍有限元建模法。 介绍过程设备的动态特性分析,重点介绍特征值、特征向量及响应分析。 探讨基于结构动力修改的动态优化方法的基本原理,阐述过程设备动态优化三要素(优化目标、设计变量、约束函数)的选择确定原则,并介绍过程设备的动态灵敏度分析及修改结构的重分析。 以用于重油催化裂化装置多管式三级旋风分离器为例,采用基于结构动力修改的动态优化方法对其进行动态优化,以验证该动态优化方法的可行性和实用性。 本课题的研究为过程设备的设计提供了一个安全、低成本、低风险的、适用的动态优化方法,丰富和发展了过程设备的设计技术,对过程工业技术水平的提高具有深远意义。通过动态优化,不仅能提高设备的质量,减少事故,而且能降低噪声,减少污染,有着很好的社会和经济效益。 本课题得到山东省自然科学基金的资助(过程设备动态优化理论及应用研究,编号:Y2004D12)。