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结构分析预测泵送平台的振动:Mechanical Solutions, Inc. 的案例研究

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技术
  • 平台即服务 (PaaS) - 应用开发平台
  • 传感器 - 触觉传感器
适用行业
  • 建筑与基础设施
  • 设备与机械
适用功能
  • 产品研发
用例
  • 预测性维护
  • 结构健康监测
关于客户
Mechanical Solutions, Inc. (MSI) 是一家领先的机械工程公司,为全球各种项目类型提供咨询和研发以及设计、分析和测试服务。在本例中,MSI 被分包以增加新奥尔良泵站的容量,新奥尔良是一个容易发生洪水和恶劣天气事件的城市。该公司在机械工程方面的专业知识及其利用 ANSYS Mechanical 软件等先进技术的能力对于应对该项目的挑战至关重要。
挑战
美国最致命的飓风之一卡特里娜飓风过后,Mechanical Solutions, Inc. (MSI) 获得分包合同,以增加洪水多发的新奥尔良泵站的容量。面临的挑战是评估高功率机械设备运行期间平台的振动响应。在重大天气事件期间,这些大功率抽水机必须满负荷工作,以将多余的水排出海平面以下区域。重型设备产生振动和其他应力,可能导致支撑设备的大型平台发生故障。 MSI 工程师在评估和解决部分浸没泵站平台的设计问题时面临着众多挑战。在任何施工开始之前,必须确定并解决所有设计问题,并且该项目需要在下一个飓风季节开始之前完成。
解决方案
MSI 利用 ANSYS Mechanical 软件来模拟泵送平台应力和振动响应,以确保系统在暴风雨期间保持最佳性能。工程师将设备的实体模型导入 ANSYS Mechanical,并使用实体、壳体、梁和质点单元的组合来创建桁架平台支撑结构的网格。这产生了具有大约 500 万自由度 (DOF) 的结构动态模型。他们采用 ANSYS Mechanical 中提供的子结构技术来显着减小 DOF,而不会损失精度。他们进行了模态分析,然后进行了叠加谐波响应分析,并确定了最坏情况的负载条件。虚拟传感器被放置在不同位置,以在强制响应 FEA 分析中提供振动频率响应函数。他们还对排放管道进行了声学评估,以评估声学共振的可能性。
运营影响
  • The use of ANSYS Mechanical software allowed MSI to effectively simulate and predict the stresses and vibrational responses of the pumping platforms. This ensured that the system would perform optimally during storms, a critical requirement given the flood-prone nature of New Orleans. The successful completion of this project before the onset of the next hurricane season demonstrated MSI's ability to address complex design problems under tight deadlines. The platforms and pumps' successful performance during Hurricane Gustav in 2008 further validated the accuracy of the ANSYS simulation results and MSI's expertise in mechanical engineering.
数量效益
  • The structural dynamic model created had approximately 5 million degrees of freedom
  • The use of substructuring techniques significantly reduced degrees of freedom without losing accuracy
  • The platforms and pumps successfully kept flood waters in check during Category 2 hurricane Gustav in 2008, validating the accuracy of the ANSYS simulation results

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