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基于 ABAQUS 的鋼煤斗結(jié)構(gòu)靜力分析
【摘 要】本文利用大型通用有限元軟件ABAQUS建立了矩形鋼煤斗的靜力有限元模型，針對(duì)該模型計(jì)算所得的云紋圖，提出了一些對(duì)煤斗結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)的方案。
【關(guān)鍵詞】ABAQUS;矩形鋼煤斗;靜力分析
1 引 言
ABAQUS 是一套功能強(qiáng)大的基于有限元方法的工程模擬軟件，其解決問題的范圍從相對(duì)簡(jiǎn)單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問題[2] 。鋼煤斗是火電廠典型構(gòu)筑物，其安全性在生產(chǎn)過程中舉足輕重，目前國(guó)內(nèi)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算基本依靠經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行手算。本文利用ABAQUS對(duì)已設(shè)計(jì)的一個(gè)矩形鋼煤斗進(jìn)行靜力分析，根據(jù)模擬結(jié)果提出了優(yōu)化改進(jìn)的方案。
2 設(shè)計(jì)概況
煤斗的設(shè)計(jì)尺寸如圖1 所示，斗壁及加勁肋均采用Q345B 鋼，壁厚14mm,角鋼型號(hào)為L(zhǎng)250×90×10×15，鋼板尺寸為10×160，煤斗頂寬7m，外壁傾角為82o。
圖 1 設(shè)計(jì)尺寸圖
煤斗的設(shè)計(jì)荷載為：傾斜壁起點(diǎn)處法向作用力為8.86KN/m，切向作用力為46KN/m，壁底處法向作用力為44.5KN/m，切向作用力為31.25KN/m，中間部分?jǐn)M線性插入。
3 模型建立
ABAQUS/CAE 是ABAQUS 的交互圖形環(huán)境，可以用來方便快捷地構(gòu)造模型，顯示分析結(jié)果。ABAQUS/Standard是一個(gè)通用分析模塊，它使用隱式求解方法，能夠求解廣泛領(lǐng)域的線性和非線性問題[2] 。 本 文 中主要使用ABAQUS/Standard模塊來進(jìn)行分析。
ABAQUS擁有不同類型的單元和材料模型。根據(jù)模型的對(duì)稱性，煤斗和加勁肋均采用四邊形殼體單元，Q345B 鋼彈性模量取2.06×105Mpa，屈服強(qiáng)度取310Mpa，泊松比取0.26，采用二折線
根據(jù)以上云圖可以分析得出：矩形鋼煤斗設(shè)計(jì)時(shí)，要特別加強(qiáng)支座附近，也即矩形部分的處理，對(duì)于加勁肋的分布宜從上至下逐漸加密，以增大斗底下部剛度，減小位移。對(duì)于本設(shè)計(jì)，在應(yīng)力和位移均明顯滿足要求的情況下，可以通過適當(dāng)減小鋼板厚度，以減輕自重和降低成本。
5 結(jié) 論
通過運(yùn)用ABAQUS 對(duì)已設(shè)計(jì)的矩形鋼煤斗進(jìn)行準(zhǔn)確的有限元模擬，驗(yàn)算了該模型的安全性，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)措施，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)安全的目的。
參考文獻(xiàn)：
[1] 貯倉(cāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M](. 1999年12月第一版).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社.
[2] 莊茁 由小川等.基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用.(2009年1月第一版).北京：清華大學(xué)出版社.
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