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介绍了基于ANSYS的结构优化设计的基本方法，建立了天然气长输管线固定球阀壳体壁厚热一结构耦合优化分析的数学模型，采用零阶优化方面对其壁厚在公称压力15MPa及不同温度作用下进行了数值分析。结果表明由常规公式计算出来的壳体壁厚略小于有限元分析得出的最优壁厚，避免了设计缺陷的产生，结果表明，应用有限元热一结构耦合优化，可更好的设计壳体壁厚，弥补常规公式计算的不足。