礦用隔爆設備對箱體的強度有很高的要求，因此，製造隔爆外殼所選用的鋼板都比較厚重。隔爆外殼在整個隔爆設備成本中占的比例很高，所以在滿足箱體強度要求的情況下，如何能夠使用更薄的鋼板來製造箱體，減輕箱體重量，從而降低隔爆設備的成本，是一項很有意義的研究。杭州那泰有限元分析公司針對複雜隔爆外殼的設計，如果通過傳統的理論計算來分析箱體強度，其求解過程將非常繁瑣，且不易得到準確的結果。本文借助有限元分析理論，對模型進行適當簡化，得到滿足設計需要的計算結果。
      某功率補償裝置複雜隔爆外殼外形尺寸為1990mm×1451mm×1042mm，用Q235A鋼板焊接而成。由於模型中圓角等特征對有限元分析的計算量影響很大，而對計算精度影響很小，所以適當簡化模型，去掉圓角，去掉門把手、蓋板把手等對箱體剛度、強度影響較小的零件。假定焊接不存在缺陷，焊接後零件構成一個整體（注：焊縫強度一般能達到基體材料強度的150%以上，如焊接所用的J421焊條，其熔敷金屬的抗拉強度≥420MPa，屈服強度≥330MPa，延伸率≥22%，疲勞衝擊≥47J，均高於箱體材料Q235A）；根據現場焊接情況，殼體為滿焊，加強筋為斷續焊。
複雜隔爆外殼的三維模型特征繁多，結構複雜，而且有眾多的焊接結構，在進行有限元分析時，如果采用原始模型計算量會非常大，完成模型計算需要幾天時間，且容易發生宕機，因此，對箱體模型的焊接結構進行簡化是非常有必要的。
      為測試殼體滿焊焊縫對仿真結果的影響，建立外形尺寸為100mm×100mm×100mm壁厚為10mm、一麵開口的鋼結構模型。設計了2個k8 kaifa進行對比：k8 kaifa1為一個整體；k8 kaifa2為5塊板滿焊而成，焊縫由三維軟件生成。
      在殼體底麵施加固定約束，在殼體內表麵施加1MPa的壓力，求解得到總變形雲圖。由此可以看出，2個模型最大總變形發生的位置相同，均發生在上板前邊緣的中間位置；k8 kaifa1的最大變形為0.014144mm，k8 kaifa2的最大變形為0.01304mm，2個k8 kaifa的變形誤差為8.5%。可見，變形誤差約為8.5%，小於10%，在允許範圍內。
      為測試加強筋斷續焊縫對變形的影響，建立長度為500mm、寬度為200mm、厚度為10mm的鋼板模型，中間加一個長度為500mm、寬度為30mm、厚度為10mm的鋼板加強筋。設計了2個k8 kaifa進行對比：k8 kaifa1在加強筋上切150mm×1mm的槽，以簡化替代斷續焊縫；k8 kaifa2按加強筋焊接方式建立焊縫長度為60mm間距為150mm的斷續焊縫。2個k8 kaifa都在四周添加固定約束，在底麵施加1MPa的壓力。
      可以看出，2個模型最大總變形發生的位置相同，均發生在板的中心位置。k8 kaifa1最大總變形為0.222，k8 kaifa,2最大總變形為0.217,2個k8 kaifa的變形誤差為2.3%。可見，簡化斷續焊縫後，變形誤差約為2.3%，小於10%，在允許範圍內。
      通過對比仿真試驗可以看出，無論是殼體的雙麵滿焊，還是加強筋的交錯斷續焊，對仿真結果的影響都較小，誤差小於10%。

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