本文關(guān)鍵詞：連體橢圓煙囪的受力分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文討論的煙囪是火力發(fā)電廠的重要構(gòu)筑物,屬于特種結(jié)構(gòu),高度高、質(zhì)量重,荷載作用復(fù)雜。隨著電力建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,對(duì)火電煙囪的要求也不斷提高。一般煙囪截面形式都為單筒圓形。對(duì)于結(jié)構(gòu)形式來說,以往的單筒煙囪為了承受本身的重量,結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)成圓臺(tái)形。這樣使得結(jié)構(gòu)底部的面積巨大。對(duì)于使用來說,在遇到煙囪需要檢修的特殊情況下,單筒煙囪一旦停止工作就導(dǎo)致整個(gè)工廠或者流水線的停工,造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,對(duì)于連體煙囪的研究十分有必要。以往的連體煙囪選擇圓形截面形式,這種截面形式的缺點(diǎn)在于長(zhǎng)軸短軸的慣性矩和抗彎性能相差較大,使得長(zhǎng)軸方向的材料利用率很低,造成材料的浪費(fèi)成本的增加。本文以九江發(fā)電廠的煙囪工程為工程背景,結(jié)合相關(guān)的理論分析和有限元驗(yàn)證,分析了連體橢圓煙囪的受力情況,并嘗試對(duì)其結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行優(yōu)化。本文的主要內(nèi)容如下：(1)根據(jù)安全和經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的原則將傳統(tǒng)圓形截面煙囪重新設(shè)計(jì)成橢圓截面的煙囪結(jié)構(gòu)。(2)采用材料力學(xué)知識(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,在風(fēng)荷載、地震荷載、溫度荷載等不同荷載組合下進(jìn)行內(nèi)力變形計(jì)算。(3)結(jié)合有限元軟件Ansys,利用實(shí)測(cè)到的參數(shù),采用最貼近鋼筋混凝土材料力學(xué)性能的有限元模型,按設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土煙囪結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元計(jì)算,得到結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移等分布規(guī)律。(4)理論內(nèi)力分析與有限元數(shù)值模擬相互驗(yàn)證,得出一定規(guī)律性結(jié)論。所得結(jié)論可以對(duì)工程中煙囪結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)提供一定的理論依據(jù)和支持。(5)根據(jù)以上得出的結(jié)論,對(duì)煙囪結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：橢圓截面 連體 受力分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：O342;TM621
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 引言9-11
• 1.1 課題的研究背景9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10
• 1.3 本文擬解決的關(guān)鍵問題10-11
• 第2章 連體橢圓煙囪力學(xué)特性的理論分析11-25
• 2.1 連體橢圓煙囪橫截面幾何性質(zhì)11-13
• 2.2 風(fēng)載作用下煙囪的應(yīng)力分析13-14
• 2.3 日照溫度荷載作用下連體橢圓煙囪的應(yīng)力分析14-16
• 2.4 橢圓煙囪內(nèi)外壁溫差引起的溫度應(yīng)力16-17
• 2.5 連體橢圓煙囪的地震載荷計(jì)算17-22
• 2.5.1 煙囪固有頻率和振型的求解17-22
• 2.5.2 水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算22
• 2.6 相同橫截面積下雙圓煙囪與雙橢圓煙囪的強(qiáng)度、剛度對(duì)比22-24
• 2.7 本章小結(jié)24-25
• 第3章 直筒連體橢圓煙囪有限元結(jié)果與理論解的比較25-45
• 3.1 直筒連體橢圓煙囪在風(fēng)載作用下的應(yīng)力分析25-31
• 3.1.1 風(fēng)載作用下煙囪應(yīng)力場(chǎng)的理論計(jì)算25-27
• 3.1.2 煙囪在Y向風(fēng)載作用下應(yīng)力場(chǎng)的有限元計(jì)算27-29
• 3.1.3 煙囪在X向風(fēng)載作用下應(yīng)力場(chǎng)的有限元計(jì)算29-31
• 3.2 直筒連體橢圓煙囪在日照溫度差作用下的溫度應(yīng)力分析31-33
• 3.2.1 煙囪在日照溫差作用下溫度應(yīng)力的理論值31-32
• 3.2.2 煙囪在日照溫差作用下溫度應(yīng)力的有限元計(jì)算結(jié)果32-33
• 3.3 橢圓截面煙囪內(nèi)外壁溫差引起的應(yīng)力33-41
• 3.3.1 煙囪在X方向地震載荷作用下的應(yīng)力分析33-40
• 3.3.2 煙囪在Y方向地震載荷作用下的應(yīng)力分析40-41
• 3.4 不同橫截面尺寸連體橢圓煙囪的再分析41-45
• 3.4.1 風(fēng)載作用42
• 3.4.2 日照作用42-45
• 第4章 兩種連體橢圓煙囪在單筒工作時(shí)的溫度應(yīng)力比較45-61
• 4.1 連體橢圓煙囪的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分析47-48
• 4.2 單筒工作時(shí)的溫度應(yīng)力有限元分析(結(jié)構(gòu)1)48-51
• 4.2.1 溫差作用下Y方向位移49
• 4.2.2 溫差作用下Z方向位移49-50
• 4.2.3 溫差作用下彎曲應(yīng)力50-51
• 4.3 單筒工作時(shí)的溫度應(yīng)力有限元分析(結(jié)構(gòu)2)51-53
• 4.3.1 溫差作用下Y方向位移51-52
• 4.3.2 溫差作用下Z方向位移52
• 4.3.3 溫差作用下彎曲應(yīng)力52-53
• 4.4 單筒工作時(shí)的溫度應(yīng)力有限元分析(結(jié)構(gòu)3)53-55
• 4.4.1 溫差作用下Y方向位移53-54
• 4.4.2 溫差作用下Z方向位移54-55
• 4.4.3 溫差作用下彎曲應(yīng)力55
• 4.5 單筒工作時(shí)的溫度應(yīng)力有限元分析(結(jié)構(gòu)4)55-57
• 4.5.1 溫差作用下Y方向位移55-56
• 4.5.2 溫差作用下Z方向位移56
• 4.5.3 溫差作用下彎曲應(yīng)力56-57
• 4.6 單筒工作時(shí)的溫度應(yīng)力有限元分析(結(jié)構(gòu)5)57-59
• 4.6.1 溫差作用下Y方向位移57-58
• 4.6.2 溫差作用下Z方向位移58
• 4.6.3 溫差作用下彎曲應(yīng)力58-59
• 4.7 本章小結(jié)59-61
• 第5章 雙橢圓連體煙囪的有限元分析61-85
• 5.1 煙囪在自重作用下的應(yīng)力場(chǎng)有限元分析62-63
• 5.2 煙囪在風(fēng)荷載(X方向)作用下的有限元分析63-64
• 5.2.1 煙囪在風(fēng)載作用下彎曲應(yīng)力63
• 5.2.2 煙囪在風(fēng)載作用下X方向位移63-64
• 5.3 煙囪在風(fēng)荷載(Y方向)作用下的有限元分析64-65
• 5.3.1 煙囪在風(fēng)載作用下彎曲應(yīng)力64
• 5.3.2 煙囪在風(fēng)載作用下Y方向位移64-65
• 5.4 煙囪在溫度載荷作用下的有限元分析65-66
• 5.4.1 煙囪在溫度荷載作用下彎曲應(yīng)力65
• 5.4.2 煙囪在溫度荷載作用下Y方向位移65-66
• 5.4.3 煙囪在溫度作用下Z方向位移66
• 5.5 計(jì)算結(jié)果匯總分析66-70
• 5.6 地震荷載分析70-75
• 5.7 突發(fā)事件下連體橢圓煙囪的有限元分析75-80
• 5.8 等強(qiáng)度下雙橢圓連體煙囪與圓形煙囪的對(duì)比80-84
• 5.9 本章小結(jié)84-85
• 第6章 結(jié)論與展望85-86
• 6.1 主要結(jié)論85
• 6.2 后續(xù)研究工作85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-88

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本文編號(hào)：337656