福建省科技计划项目(2009H0049)
- 作品数:7 被引量:8H指数:2
- 相关作者:王元清王登峰石永久贾文文曹平周更多>>
- 相关机构:清华大学江南大学河海大学更多>>
- 发文基金:福建省科技计划项目国家自然科学基金江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域:建筑科学更多>>
- 电除尘器壳体墙板-立柱结构体系缺陷敏感性研究被引量:4
- 2012年
- 电除尘器是用于消除大气烟尘的重要环保设备,壳体是其中最重要的工艺部分。壳体墙板为加劲钢板,与立柱连续焊接连接,组成共同承载的结构体系。壳体承受的横向荷载为负压与风荷载,作用在墙板上,壳体承受的竖向荷载主要作用在立柱上。墙板的初始缺陷会影响立柱的承载能力。该文通过非线性有限元方法,研究不同缺陷幅值时,完善结构极值点变形缺陷模态、完善结构非线性分岔点变形缺陷模态、特征值屈曲缺陷模态、墙板正弦波形缺陷模态以及墙板安装过程中的焊接收缩残余变形与残余应力对立柱承载力的影响。当缺陷幅值一定时,各种初始几何缺陷形式中,以完善结构的极值点变形缺陷模态为最不利。墙板安装过程中的焊接收缩引起的残余应力对于立柱承载是有利的,但是提高承载力很小。随着焊接收缩量的增大,残余应力值增大,同时考虑残余应力和残余变形影响得到的立柱承载力比仅考虑残余变形得到的承载力的增加量变大。
- 王登峰王元清石永久戴海金
- 关键词:初始几何缺陷焊接残余应力
- 电除尘器壳体的整体承载性能分析被引量:1
- 2013年
- 研究电除尘器壳体结构的空间整体承载性能。用有限元方法进行壳体结构的特征值屈曲分析。根据壳体的施工和使用过程,考虑加载路径的影响,分三步施加荷载,进行完善壳体的承载能力非线性分析。将特征值屈曲模态和完善壳体结构的非线性极值点变形模态作为初始缺陷模态,进行带缺陷壳体的承载力非线性分析。特征值屈曲分析表明,结构的前60阶屈曲模态均为发生在立柱连接腹板、墙板和顶板的局部屈曲。完善壳体的非线性分析表明,结构的破坏主要由隔宽柱的弹塑性局部屈曲引起。带缺陷壳体的非线性分析表明,壳体对中间隔宽柱连接腹板上多处局部初始几何缺陷最为敏感,可使其承载力严重降低。电除尘器壳体的空间整体刚度较大,不会出现整体失稳破坏。壳体的失效是源于单个构件的破坏。单个构件失效后,壳体内不会发生内力重分布。工程中现行的平面分析设计方法是合理可行的。
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- 关键词:特征值屈曲分析
- 电除尘器中一双肢超宽截面柱轴压稳定性研究
- 2013年
- 某大型电除尘器壳体内设有一非常规截面轴心受压柱,由于其截面和构造的特殊性,立柱绕强轴的稳定性无法按照现行规范设计。通过非线性有限元方法,考虑初始几何缺陷和焊接残余应力影响,研究立柱承受轴向压力时绕强轴的稳定性。结果表明,立柱不会发生绕强轴的弯曲失稳,而是表现为弹塑性弯扭失稳。两肢间连接槽钢和连接腹板上加劲角钢增强时,稳定性有很小幅度的提高。连接腹板宽厚比增大,稳定性明显变差。在保持H型钢柱绕强轴长细比不变时,稳定性随着H型钢柱腹板高厚比的增大而增强。根据大量计算结果,通过数值回归,提出此种截面柱绕强轴稳定承载力的计算建议,并提出使立柱截面设计更为经济合理的连接腹板宽厚比的设计方法。
- 王登峰王元清方滨石永久戴海金
- 关键词:轴心受压柱初始几何缺陷焊接残余应力
- 考虑保温箱作用的电除尘器壳体顶梁结构优化设计研究
- 2014年
- 对电除尘器壳体顶梁结构提出了一种优化设计思路:即将保温层与原壳体箱形截面顶梁组合成一个桁架梁系,增加了梁系的整体截面高度,使桁架梁系的抗弯承载能力比原壳体顶梁大幅提高,从而可以减小原箱形截面顶梁的壁厚,以节省钢材。为了研究桁架梁系的设计方法,结合一实际工程,首先,分别采用基于平截面假定的平面梁杆结构体系计算方法和壳单元空间有限元方法对桁架梁系进行内力分析。结果表明,采用平面梁杆结构体系计算方法得到的内力结果是基本准确的。其次,分析外界、保温箱与壳体之间气压差分布以及温差对桁架梁系的荷载作用,得到了最不利的气压差和温差荷载工况。第三,优选桁架梁系构形,在下弦构件集中力作用点处设置竖腹杆,且区格分布较为均匀的构形是较为经济合理的。考虑保温箱的承载作用,将原壳体顶梁优化改造为桁架梁系后,既能保证其承载安全可靠,又能明显节省钢材。
- 王登峰王元清方滨贾文文
- 关键词:内力计算荷载作用
- 电除尘器中增大跨度桁架顶梁结构的优化设计研究被引量:1
- 2015年
- 对电除尘器壳体顶梁提出了一种优化设计思路:即将保温层与原壳体小顶梁组合成一个桁架梁系,以增加梁系的整体截面高度,使桁架梁系的抗弯承载能力比原壳体小顶梁大幅提高,从而可以增大顶梁跨度,将两个小跨顶梁做成一个大跨桁架梁系,撤除原先的隔墙,以节省钢材。为此,采用一维梁杆结构体系计算方法和壳单元有限元方法对大跨桁架梁系的设计方案和内力计算方法进行研究,并着重用壳单元有限元方法对下弦箱形构件的承载性能进行研究,提出大跨桁架梁系的构件截面初选方法、优化构形方案以及内力计算方法,得到下弦箱形构件支承加劲肋端面承压计算方法、敏感的局部屈曲形式、最不利的初始几何缺陷模态,并对其横向加劲肋尺寸和纵向加劲肋高度位置提出优化建议。
- 王登峰王元清方滨戴海金
- 关键词:内力计算方法局部屈曲加劲肋
- 双肢组合截面轴心受压柱柔性支撑系统
- 2012年
- 为了研究由撑杆和连杆组成的柔性支撑系统,提出了简化的支撑系统设计方法,并给出了连杆设计流程图.考虑轴心受压柱和撑杆初始几何缺陷的影响,用解析法推导了支撑力和支撑刚度的计算方法.由于支撑作用在两肢立柱间连杆,引起支撑刚度减小,使得需要的支撑力增大.立柱抵抗失稳刚度增大或者撑杆长细比增大时,支撑作用于连杆时所需支撑力比直接作用于立柱时的增幅增大.结合实际工程,利用本文提出的设计方法得到的柔性支撑系统设计方案比原工程设计方案更为经济合理.
- 王登峰王元清石永久戴海金廖增安
- 关键词:轴心受压柱初始几何缺陷支撑力支撑刚度
- 初始缺陷对除尘器壳体立柱轴压稳定性的影响被引量:5
- 2016年
- 为考虑除尘装备壳体加劲钢板墙板-H型钢立柱结构体系中初始缺陷的影响,采用非线性有限元方法,研究初始几何缺陷和焊接缺陷对立柱承受轴向压力时失稳模态和稳定承载力的影响。研究结果表明:较为不利的初始几何缺陷形态是立柱截面的初始弯扭变形,较为不利的发生最大初始几何变形的位置在靠近柱顶的高轴力区。焊接残余变形对壳体立柱轴压稳定性影响很小,焊接残余应力对壳体立柱稳定性有微小的有利影响。构建壳体立柱轴压稳定性数值计算模型时,可以引入施加定向干扰的完善结构极值点模态缺陷,以充分考虑初始几何缺陷影响;无需考虑焊接残余应力影响。
- 王登峰贾文文王元清戴海金
- 关键词:稳定性非线性有限元初始几何缺陷