国家自然科学基金(51308258)
- 作品数：7 被引量：10H指数：3
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- 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
- 考虑除尘器箱体墙板-立柱协同受力时立柱在横向荷载作用下的内力计算被引量：3
- 2019年
- 大气除尘装备箱体围护结构形式和荷载情况十分复杂,目前尚无关于除尘器箱体立柱在横向荷载作用下其内力分布的精确计算方法。该文采用理论推导与有限元计算相结合的方法对除尘器箱体立柱在墙板直接受横向荷载作用时的内力与强度计算方法进行研究。在考虑墙板所受横向荷载向立柱传递时,将墙板视作由上、下相邻加劲肋和左、右两侧立柱围成的四边简支板,加劲肋处传递集中力,加劲肋间传递非均匀分布荷载。将立柱作为多跨连续弹性梁,采用力矩分配法编写程序计算其最大弯矩和剪力值。根据除尘器箱体立柱的跨数、每跨立柱范围内对应墙板区格数目以及墙板区格宽高比,编制了立柱最大弯矩计算表格。考虑墙板与立柱的协同受力作用,以有效宽度范围内的墙板与立柱组成组合截面共同抗弯,修正立柱正截面强度计算方法。研究结果表明:在墙板与立柱组合结构体系中,随着墙板壁厚增大或墙板宽度减小,墙板的抗弯贡献提高;随着立柱截面惯性矩增大或立柱横向支撑间距减小,墙板的抗弯贡献降低。根据对工程常用几何构造的除尘器箱体结构计算统计,偏于安全地提出了立柱截面模量统一放大系数。相比于传统工程简化内力计算方法,工程设计人员可以利用该文提出的方法方便、准确地计算立柱内力最大截面的正应力和剪应力,从而设计出安全经济的立柱截面。
- 钱海峰赵婧同王元清王登峰
- 关键词：内力计算横向荷载
- 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
- 考虑受力蒙皮作用的除尘器壳体墙板的承载性能被引量：2
- 2016年
- 采用非线性有限元方法研究除尘器壳体承受板顶竖向均布荷载作用的墙板发挥受力蒙皮作用时的破坏形式和承载能力,分析墙板厚度、墙板宽度、加劲肋间距、立柱横向支撑间距、立柱截面尺寸等因素对墙板承载能力的影响.结果表明:立柱受载水平较低时,墙板发生受剪屈服破坏;立柱受载水平中等时,墙板同时发生受压和受剪屈服破坏;立柱受载水平较高时,墙板发生受压屈服破坏.在同等立柱受载水平情况时,墙板承载能力随着墙板厚度增加、墙板宽度减小、加劲肋间距减小或者立柱支撑间距减小而增大.立柱截面尺寸增大使得立柱刚度增大时,立柱稳定性提高,墙板承载力增大.
- 潘立程邢凯丽钱海峰王元清邹昀王登峰
- 关键词：除尘器壳体承载能力有限元法
- 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
- 初始缺陷对除尘器箱体结构中高强钢立柱轴压承载性能的影响
- 本文结合实际工程中除尘器箱体的结构体系,采用非线性有限元的方法,对结构的初始几何缺陷与焊接残余应力进行模拟,研究其对高强度钢材制作的除尘器箱体立柱轴压承载性能的影响。结果表明,当立柱钢材强度等级为Q235至Q460时,结...
- 宋碧颖； 王登峰；
- 关键词：高强度钢材蒙皮作用非线性有限元
- 文献传递
- 除尘器壳体墙板受局部荷载时的承载性能研究
- 本文采用非线性有限元方法,考虑墙板对于立柱的受力蒙皮作用和结构初始几何缺陷的影响,研究壳体墙板受竖向局部荷载时的破坏模式和承载能力,并分析局部荷载作用宽度、立柱荷载水平、局部荷载作用位置等因素对墙板承载能力的影响。结果表...
- 赵婧同； 王登峰；
- 关键词：墙板局部荷载承载能力非线性有限元
- 文献传递
- 除尘器箱体立柱在横向荷载作用下的剪力计算
- 大气除尘装备是广泛应用于工业生产各部门中以消除烟尘的重要环保装备,其箱体围护结构形式和荷载情况十分复杂,目前尚无关于除尘器箱体立柱在横向荷载作用下其内力分布的精确计算方法。本文采用理论推导与有限元计算相结合的方法对除尘器...
- 钱海峰； 王登峰；
- 关键词：剪力计算横向荷载
- 文献传递
- Q235钢墙板-Q460高强钢立柱结构体系残余应力分布试验研究被引量：1
- 2023年
- 在箱式钢结构中起主要承载作用的侧面墙板-立柱结构体系中,受墙板蒙皮支撑作用的高强钢立柱,其残余应力分布受与墙板焊接连接过程影响,与独立工作焊接H形截面构件有较大差异。为研究Q235钢墙板—Q460高强钢立柱结构体系的残余应力分布规律,采用盲孔法对6个结构体系试件和2个独立Q460高强钢焊接H形截面试件进行了试验研究。基于测量数据,得到了所有试件的全截面残余应力分布,分析了墙板与立柱焊接连接、截面尺寸等因素对残余应力分布的影响,并研究了截面各板件间残余应力的相互影响及自平衡性。结果表明:立柱与墙板的焊接在一定程度上降低了立柱后翼缘中部的最大残余拉应力,减小了后翼缘残余压应力的分布范围,对前翼缘和腹板无明显影响;残余拉应力幅值与截面尺寸无直接关系,残余压应力随着板件宽厚比的增大而减小;各板件间残余应力存在相互影响作用,前翼缘、腹板以及后翼缘与墙板组合板件这3部分分别满足自平衡。提出了适用于Q235钢墙板—Q460高强钢立柱结构体系的较为准确和安全的残余应力分布数学模型,为后续研究受墙板蒙皮支撑的高强钢立柱稳定性奠定基础。
- 郭大鹏周超王登峰王元清
- 关键词：残余应力盲孔法
- 除尘器壳体双肢组合截面立柱轴压稳定性研究被引量：4
- 2020年
- 除尘器壳体围护结构中的立柱因需要支承顶部较宽截面的箱形梁以及承担较大的轴力而设计成双肢H型钢组合截面。利用非线性有限元方法,研究此双肢组合截面柱在考虑初始缺陷情况下承受轴向压力时的稳定性。研究表明,立柱轧制、墙板与立柱焊接产生的残余应力会小幅降低立柱稳定承载力。立柱的失稳形式为柱顶跨段内前翼缘与前腹板组成T形截面整体弯扭失稳与腹板局部失稳同时发生的相关失稳。墙板与两肢间连接墙板作为蒙皮板,为立柱承担部分荷载并约束其侧向变形。连接墙板越靠近前翼缘,立柱的稳定性越好。连接墙板宽度、墙板宽度、墙板角钢加劲肋刚度和节点连接板厚度等因素对立柱稳定性影响较小。仅邻近立柱的墙板和连接墙板增厚可对立柱稳定性有增强作用,远离立柱的墙板壁厚影响较小。立柱稳定系数与H型钢柱翼缘宽厚比的关系不是单调的;立柱绕弱轴弯曲长细比、腹板高厚比的增大会降低立柱稳定性。基于大量非线性有限元计算结果,提出了除尘器壳体中双肢组合截面轴心受压柱稳定承载力的计算建议。
- 宋碧颖王登峰王元清方滨
- 关键词：非线性有限元
