一体化除尘塔结构体系非线性分析及优化设计
本文选题:一体化除尘塔 + 非线性分析 ; 参考:《长春工程学院》2015年硕士论文
【摘要】:随着我国的经济迅速发展,钢产量、水泥产量、煤产量、天然气量、发电量和消费量日渐增加,空气污染日益严重,人们也越来越重视环境保护的问题,并对脱硫、脱硝、除尘一体化设备装置的研究越来越关注。我国除尘器在设计生产安装时,常常只是通过类比法进行设计,很少进行结构分析,对其进行非线性分析的更少之又少,这样设计出来的除尘器既浪费材料用量又提高了经济成本。在本文中,以一个大型综合一体化除尘塔产品为研究对象,利用SAP2000和MIDAS/GEN有限元软件非线性分析和优化整个结构和结构的重要部件。主要完成的工作和成果如下:(1)考虑上箱体的结构受力特点,提出了到中心支撑式上箱体的结构形式;并对空腹式上箱体和带中心支撑式上箱体在带板和不带板的情况下进行力学性能分析对比,并通过分析对比验证了该种新型结构形式的优越性。(2)在有限元静力分析的前提下,对除尘塔中箱体进行了结构分析及优化,但原设计方案过于保守,仍有很大的优化空间。在确保中箱体结构满足一定的强度和刚度的基础上,实现了中箱体结构轻量化的目的。并利用屈曲分析技术对中箱体结构优化前后进行线性和非线性屈曲分析对比,结果表明,在实际结构中应采取非线性屈曲分析技术来评估结构的稳定性能。(3)解释了下框架顶部横梁的复杂受力特性,建议下框架顶梁宜设计成无侧移构件,并与中箱体协同分析;对比分析了不同荷载工况组合的结果,得到了结构受理性能及不利工况,并在不利工况下对结构进行全面分析;研究了除尘塔下框架的稳定特性;在对比分析三种支撑形式的钢支架中发现,宜选用十字交叉型支撑钢支架,以保证结构的安全性、适用性和经济性的综合指标。(4)在相关基本假设和合理地简化前提下,根据公司提供的工程背景资料及一体化除尘塔结构最初模型,对一体化除尘塔整体结构进行静力弹塑性分析,对一体化除尘塔整体抗震性能进行宏观下的评估。
[Abstract]:With the rapid economic development of our country, steel output, cement production, coal production, natural gas output, electricity generation and consumption are increasing, air pollution is becoming more and more serious, people also pay more and more attention to the problem of environmental protection, and to desulphurization and denitrification. More and more attention has been paid to the research of dust removal equipment. In the design, production and installation of the dust catcher in our country, the design is usually carried out only by analogy method, and the structural analysis is seldom carried out, and the nonlinear analysis of the dust collector is less and less. The designed precipitator not only wastes the amount of materials but also increases the economic cost. In this paper, the nonlinear analysis and optimization of the whole structure and the important parts of the whole structure are carried out by using SAP2000 and MIDAS/GEN finite element software, taking a large integrated dust removal tower as the research object. The main work and results are as follows: 1) considering the structural characteristics of the upper box, the structure form of the upper box with central support is put forward. The mechanical properties of the hollow upper box and the upper box with central support are analyzed and compared with and without the plate, and the superiority of this new type of structure is verified by the analysis and comparison, which is based on the finite element static analysis. The structure analysis and optimization of the box in the dust removal tower are carried out, but the original design is too conservative and there is still a lot of room for optimization. On the basis of ensuring that the middle box structure meets certain strength and rigidity, the light weight of the middle box structure is realized. The linear and nonlinear buckling analysis of the middle box structure before and after optimization is made by using the buckling analysis technique. The results show that, The nonlinear buckling analysis technique should be adopted to evaluate the stability of the structure. (3) the complex mechanical properties of the top beam of the lower frame should be explained, and it is suggested that the top beam of the lower frame should be designed as a non-lateral moving member and be analyzed in cooperation with the middle box. The results of different load combinations are compared and analyzed, and the structure acceptance performance and unfavorable working condition are obtained, and the stability characteristics of the frame under the dust removal tower are studied, and the overall analysis of the structure under the unfavorable working condition is carried out. In the comparative analysis of three kinds of steel supports, it is found that cross braced steel supports should be used in order to ensure the safety, applicability and economy of the structure under the relevant basic assumptions and reasonable simplification. According to the engineering background data provided by the company and the initial model of the integrated dust tower structure, the static elastic-plastic analysis of the whole structure of the integrated dust removal tower is carried out, and the overall seismic performance of the integrated dust removal tower is evaluated under the macro condition.
【学位授予单位】:长春工程学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU834.6
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,本文编号:1888325
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