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除塵器構造的失穩損壞在實際工程中經常產生。當強(qiáng)度滿(mǎn)足請求時,應特殊注意構造的穩固性能。以袋式除塵器中間(jiān)箱體構造為例,應用ANSYS有限元剖析軟件,通過線性特(tè)點(diǎn)值屈曲剖析,盤算中間箱(xiāng)體(tǐ)構造的理論臨界屈曲載(zǎi)荷,用非線性特(tè)點值b盤算箱結。斟酌初始缺點、幾何非線性和資料非(fēi)線性的影響。構造的實際極限承載力。成果表(biǎo)明,線性特點(diǎn)值屈曲剖析成果過大,隻有非線性特點值(zhí)屈曲剖析(xī)才幹正確盤算構造的極限承載力。
近年來,袋式除塵器在煙(yān)氣治理方麵利用普遍,但目前除塵器的構造設計重要(yào)采(cǎi)取類比(bǐ)法進行經驗、半經驗設計,缺乏相應的(de)尺度和設(shè)計規範,導致設計不夠合理和準確[1]。目(mù)前,不斷發展的CAE技巧在除塵器部(bù)件構造、整機構造的強度盤算和穩(wěn)固性校核中利用較多,但重要采取線性剖析方式,而采取非線性剖析方式的尚不多見。
構造失穩是鋼構造的重要失效情勢之一,設計時必需予以器重,構造失穩分為平衡分叉失穩、極值點失穩和(hé)躍越性失穩[2]。構造穩固(gù)性剖析的重要(yào)目標是斷定構造的失穩臨界載荷,常用的剖析方式包含線性特點值屈曲剖(pōu)析和非線性特點值屈(qū)曲剖析(xī),以上兩種方式逐漸成為構造(zào)穩固性剖析的有力工(gōng)具[3]。本文以除塵(chén)器的中箱體構造為例,采取線性特點值屈曲剖析和非線性(xìng)特點值屈曲剖析分(fèn)辨盤(pán)算中箱體構造的失穩臨界載荷,通過盤算成果評(píng)定其穩固性(xìng)能和極限承載才(cái)能。
1中箱體構造盤算模型
袋式除塵器中箱體構造外形尺為6200mm×4200mm×7500mm,側板和(hé)端板的板(bǎn)厚為4mm,側板槽鋼(gāng)增強筋截麵為C160mm×63mm×6.5mm,角鋼增(zēng)強筋(jīn)截麵為L100mm×63mm×8mm,端板槽鋼增強筋截(jié)麵為C200mm×75mm×9mm,角鋼增強筋截麵L100mm×63mm×8mm,工(gōng)字鋼增強筋截麵為HW200mm×150mm×9mm×6mm,撐管(guǎn)截麵○102mm×90mm。
所有構(gòu)件材質為Q235B,資料的彈性模量E=2.06×105MPa,屈從強(qiáng)度為215MPa,非線(xiàn)性特點值屈曲剖析(xī)采取幻想彈塑性(xìng)模(mó)型。采取SHELL181單元進行網(wǎng)格劃分。中箱體構造(zào)重要設計載荷(hé)有負壓、積灰載荷、構造自(zì)重、風載以及其他相銜接部件傳遞給(gěi)中箱體的載荷。
中箱體構造(zào)束縛剖析:中箱體底(dǐ)部槽鋼增強筋焊接在除塵器底梁構(gòu)造的上表麵,底梁構造自身剛度大,且焊接在底梁上的灰鬥構造對底梁有很大的增強(qiáng)作用[4],因此在中箱體底部槽鋼增強筋下表麵(miàn)施加全束(shù)縛;中箱體頂部槽鋼增強筋與除塵器的噴吹箱焊接,噴吹箱自身以及與其相連(lián)的上箱體剛(gāng)性都很(hěn)強,因而(ér)有很強的平麵內剛(gāng)度和平麵外剛度,因此在中箱體頂部槽上上表麵施加3個轉動自(zì)由度束縛和X,Z方向的平移自由度束縛。
2中箱體線性特點值屈曲剖析
線性特(tè)點(diǎn)值(zhí)屈曲剖析一般用於預測幻(huàn)想彈性構造的理論屈曲強度(dù),盤算時中不斟酌非線性因素和初始缺點的影響,因此(cǐ)其盤算成果通常為構造失穩臨界載荷的上限,隻能作為參考。另外(wài)線性特點值(zhí)屈曲剖析隻能求得對應的失(shī)穩模(mó)態,不能求出具體的失穩後變形。
線性特點值屈曲剖析(xī)可歸(guī)結為求解線性特(tè)點值問題,將求得的特點值從小到大排列為λ1,λ2,…λn分辨(biàn)稱為:一階特(tè)點值,二階特點值…n階特點值,其對應的特點向量φ1,φ2,…φn分辨稱為(wéi):一階屈曲模態(tài),一階(jiē)屈曲模態,…n階(jiē)屈曲模態(tài)。特點(diǎn)值乘(chéng)以所施加載荷為(wéi)構造對應的(de)失穩臨界載荷。
中箱體一階(jiē)屈曲模態圖顯示外側板先呈現屈曲變(biàn)形,變形位於外側板中部,闡明該部位zui為單薄;內側(cè)板從第(dì)六階開端(duān)呈現屈曲變形,變形位於(yú)內側板中上部,端板在前6階屈曲模態中沒(méi)有產(chǎn)生屈曲變(biàn)形。線性特點(diǎn)值屈曲剖(pōu)析盤算得到的一階失穩(wěn)臨界載荷P1=5.01×105Pa;六階失穩臨界載荷P2=5.96×105Pa。其中一階失穩模態對應(yīng)的失穩臨界載荷為中箱體構造的理論(lùn)臨界屈曲載荷。
3中箱體非線(xiàn)性特點值屈曲(qǔ)剖析
非線性特點值屈曲剖析通過采取(qǔ)逐漸增添載荷的非線(xiàn)性靜力剖析技巧求出使構造開(kāi)端變得不穩固時的臨界屈曲載荷。非線性特(tè)點值屈曲剖析可以綜合斟酌構(gòu)造的強度和穩(wěn)固性問題,通過載荷—位移曲線可(kě)以把構造的強度和穩固性以至於剛度(dù)的全部變更過程明白的表現(xiàn)出來。剖析進程中斟酌資料和幾(jǐ)何非線性因素以及構(gòu)造的初始缺點對構造承載性能(néng)的影響(xiǎng),得出其真實的極限承載載荷。
剖析時施加在中箱體構造上的載荷為k×[1.2×恒+1.4×活1+0.98×(活2+活3)],k值隻需(xū)大於線性特點值屈曲剖析時(shí)的一階特點值2.4282即可,本次(cì)盤算k取2.6,構造初始缺點取(qǔ)中箱體線性屈曲剖析一階屈曲模態的1/300,其他載荷與束縛條件和線性剖析時(shí)雷同。
盤算成(chéng)果(guǒ)表明:中箱體構造在負壓、積灰載荷、構造自重、風載以及其他載荷逐(zhú)漸增添進程中外側板(bǎn)中部先產生屈曲變形,變形地位(wèi)與線性特(tè)點值屈曲剖析時雷同。先產生(shēng)屈曲變形節點(diǎn)(編號為5086)的載荷——位移曲線呈現顯明的轉折點,表示為極值臨(lín)界(jiè)載(zǎi)荷點,其值為4.2×105Pa;內側板位移節點(編(biān)號為(wéi)76827)的載(zǎi)荷(hé)——位移曲線沒有呈現顯明的轉折點,表明內(nèi)側板在該載荷作用下不產生屈曲變形。

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