上海交通大学本科毕业（设计）论文上海交通大学机械与动力工程学院液氮容器内支撑玻璃钢管隔热的有限元分析摘要在了解低温容器的国内外研究现状的基础上，对低温储罐的内支撑结构进行有限元热分析。先比较几套网格划分方案，分析内支撑模型中，单元数与节点数对计算精度的影响，确定出合理的划分网格。再根据支承结构的特点建立玻璃钢管内支承结构有限元热分析简化模型，分析了长度、直径和厚度数据对玻璃钢管内支承漏热量的影响规律，并进行比较。分别绘出温度场、热流分布以及温度梯度图表，通过对图表的分析和比较，得到玻璃钢管长度、直径和厚度对传热量的影响规律。当长度L、直径D固定不变，厚度δ越大，造成玻璃钢上的温度差缩小，总传热量增大，平均热流随厚度δ的增加下降。当长度L、厚度δ固定不变，直径D越大，玻璃钢上的温度场分布变化不大，热流略有增大，漏热量增大，且平均热流随D的增大而增大。当厚度δ、直径D固定不变，长度L越大，玻璃钢上的温度场分布变化不大，总传热量减小；平均热流随长度L的增加下降。为今后工程设计以及热应力分析提供依据。关键词：液氮低温储罐，内支撑结构，玻璃钢，网格划分，热应力，温度梯度上海交通大学本科毕业（设计）论文上海交通大学机械与动力工程学院FINITEELEMENTANALYSISOFHEATINSULATIONFORTHEFIBERGLASSINNERSUPPORTSOFLIQUIDNITROGENVESSELABSTRACTThemaintaskofthisthesisistoanalysisthermalfiniteelementforfiberglassinnersupportsofliquidnitrogenvessel.Accordingtoknowledgeofcryogenicliquidnitrogenvesselinandabroad,theinnersupportsstructureandthethermalpropertiesoffiberglasspipearestudiedbasedonthedemandsoftheMissionofGraduateDesign.Thenthesolutionisoperatedaftermodeling.Duringtheproceduresabove,theauthorcomparesseveralschemeswithdifferentnumbersofelementandnodeinordertoestablishthepropermeshingcontrolforthenumberofelementandnodeaffecttheexactnesswhencomputing.Modelsoffiberglasspipewithdifferentlength,diameterandthicknessarecomputedwithANSYSrespectively,andtheresultsarecompared.Accordingtothediagramsoftemperaturefield,heatfluxandtemperaturegradient,wecandrawthegraphof上海交通大学本科毕业（设计）论文上海交通大学机械与动力工程学院disciplineofheatflowandobtainthat:heatflowincreaseswiththeincreasingofdiameterandthickness,anddecreaseswhenlengthincreases.Thereliablegistisofferedforthermalstressanalysisandengineeringdesignofspecialnitrogenvessel.KEYWORDS:liquidnitrogenvessel,innersupport,fiberglass,mesh,thermalstress,temperaturegradient.上海交通大学本科毕业（设计）论文上海交通大学机械与动力工程学院目录第一章概论,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,1课题研究对象,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2低温容器国内外研究现状,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3有限元法在低温压力容器设计中的应用,,,,,,,,,,,4本人所做的主要工作,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第二章液氮容器分析的有限元理论基础,,,,,,,,,,,,1有限元方法的基本原理,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（1）空间三维有限元单元介绍和比较,,,,,,,,,,,,,,,（2）有限元在稳态热传导分析的应用,,,,,,,,,,,,,,,,,（3）线性代数方程组的解法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2实际有限元分析的处理方法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（1）实际有限元分析的处理原则,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（2）有限元计算中所使用的处理方法简介,,,,,,,,,,,,,,,,,第三章液氮容器内支撑玻璃钢管的稳态热分析研究,,,,,,,1内支撑玻璃钢管的传热分析模型,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2内支撑玻璃钢管的稳态热分析,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（1）热分析理论,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（2）ANSYS热分析简介,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（3）非线性求解方法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（4）ANSYS分析非线性理论,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,（5）热分析过程和步骤,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3计算结果汇总,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第四章结论与展望,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,参考文献,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,上海...
