杨茂立，周 宇，杨兴卫，周文平，强 睿，王家理

(1.六盘水师范学院 物理与电气工程学院，贵州 六盘水 553004；2.中国科学院 广州能源研究所，广东 广州 510640）

随着科学技术的不断发展，能源、化工、冶金及制药等行业的设备大型化趋势愈加明显［1］。为了解决土地资源的日益短缺问题，在设计设备时往往考虑采用立式设备。立式容器支座主要有腿式支座、耳式支座、支承式支座、刚性环式支座（环支座）和裙式支座（裙座）。其中，支腿具有结构简单、制造安装方便、容器下面有较大空间、便于操作检修，以及可直接把设备载荷传递到地面或者楼板上的优点，是能源、化工、冶金及制药等行业广泛应用的设备支座形式［2］。设备支腿的稳定性校核计算包含大量的试算工作，过程繁复。SolidWorks Simulation软件能进行应力分析、优化分析和热分析等，可帮助设计人员进行工程分析，快速得到分析结果，最大限度缩短设计周期 ，降 低 成 本 ，提 高 产 品 质 量［3］。张 杰 等［4］利 用ANSYS软件对支承式支座的低温立式容器封头部分进行了局部应力分析和校核。慕龙［5］利用UG有限元分析仿真对立式容器耳式支座进行了强度校核计算。文中应用SolidWorks Simulation对设备支腿展开优化设计和对比研究。

1 支座设计计算及载荷工况

1.1 基本参数

某钢制立式圆筒形空气储罐设计压力1 MPa，设计温度80℃，设备材料Q245R，壳体外径D0=3 828 mm，总高度H0=5 008 mm。其标准椭圆形封头名义厚度δn=14 mm，厚度附加量C=1 mm。水平力作用点至底板高度h=1 000 mm，设计地区基本风压q0=300 N/m2，地震设防烈度为8度（对应地震影响系数a=0.16），设备质心高度小于10 m（对应风压高度变化系数fi=1），气压试验设备操作质量m0=9 000 kg，忽略偏心载荷和偏心距的影响。……