新型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)動力特性及靜力穩(wěn)定分析

【摘要】：新型干式煤氣柜是一種應(yīng)用廣泛的儲氣設(shè)施，其結(jié)構(gòu)形式屬于高聳薄壁空間結(jié)構(gòu)，隨著氣柜體積的大型化，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題越來越突出，因此有必要對新型干式煤氣柜的結(jié)構(gòu)動力特性和靜力穩(wěn)定性進(jìn)行分析，為工程設(shè)計(jì)提供參考。 首先，對新型干式煤氣柜進(jìn)行了動力特性分析，分別計(jì)算了氣柜四個工況下的自振模態(tài)，考察活塞位置對氣柜基本周期的影響，計(jì)算表明：氣柜自振周期隨活塞上升而延長。 其次，對氣柜進(jìn)行了特征值屈曲分析，其中研究了柜頂網(wǎng)格間距和主梁截面大小對結(jié)構(gòu)屈曲荷載的影響，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步比較了徑向梁截面和環(huán)向梁截面對結(jié)構(gòu)承載力的影響；考察了工作內(nèi)壓和柜體加勁肋截面以及間距對柜體屈曲風(fēng)荷載的影響。研究表明：徑向梁截面大小對柜頂承載力影響最大，氣柜活塞處于高位時的工作內(nèi)壓對氣柜抗風(fēng)具有有利作用，柜體加勁肋的截面和間距對氣柜抗風(fēng)性能均有影響。 再次，以弧長法對氣柜進(jìn)行了非線性分析。提出了柜頂非線性穩(wěn)定分析的簡化模型，在此基礎(chǔ)上采用一致缺陷模態(tài)法考察了不同缺陷因子的初始缺陷對結(jié)構(gòu)極限承載力和失穩(wěn)形態(tài)的影響；考察了增大中心環(huán)梁截面對提高結(jié)構(gòu)極限承載力的作用；驗(yàn)證了徑向梁和環(huán)向梁截面對結(jié)構(gòu)承載力影響的區(qū)別；考察了柜體各構(gòu)件及其組合對氣柜抗風(fēng)性能的作用，考察了內(nèi)壓對柜體抗風(fēng)性能的作用。計(jì)算表明：初始缺陷對柜頂極限承載力有一定降低，但并未改變結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)形態(tài)；增大中心環(huán)梁截面對結(jié)構(gòu)極限承載力的提升效果一般；增大徑向梁截面對結(jié)構(gòu)承載力的提高作用大于增大環(huán)向梁截面。氣柜柜體的T環(huán)向型加勁肋主要保證結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定性，大截面抗風(fēng)環(huán)保證了結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，縱向加勁肋在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)性能中并未表現(xiàn)出太大的作用。 【關(guān)鍵詞】：新型干式煤氣柜 弧長法 初始缺陷 極限承載力
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ547.91
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 引言9
• 1.2 新型干式煤氣柜9-13
• 1.3 煤氣柜研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 研究背景13
• 1.3.2 研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文的主要內(nèi)容14-15
• 2 新型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)模態(tài)分析15-30
• 2.1 煤氣柜結(jié)構(gòu)型式15-16
• 2.1.1 柜頂15-16
• 2.1.2 柜體16
• 2.1.3 活塞16
• 2.2 有限元模型16-21
• 2.2.1 基本假定16-17
• 2.2.2 整體有限元模型17-21
• 2.3 自振模態(tài)分析21-29
• 2.3.1 多自由度體系自由振動方程21-22
• 2.3.2 不同工況下的模態(tài)分析22-29
• 2.3.3 模態(tài)分析結(jié)論29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 加筋殼體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論30-39
• 3.1 失穩(wěn)類型及判別方法30-33
• 3.1.1 失穩(wěn)類型30-32
• 3.1.2 失穩(wěn)判別方法32-33
• 3.1.3 失穩(wěn)的原因33
• 3.2 穩(wěn)定分析的有限元方法33-38
• 3.2.1 線性穩(wěn)定分析34
• 3.2.2 非線性穩(wěn)定34-36
• 3.2.3 弧長法基本原理36-38
• 3.2.4 牛頓-拉普森與弧長法的對比38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 4 新型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)特征值屈曲分析39-54
• 4.1 結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算39-41
• 4.1.1 風(fēng)荷載39-41
• 4.1.2 雪荷載41
• 4.2 氣柜整體穩(wěn)定性的影響因素41
• 4.3 柜頂特征值屈曲分析41-48
• 4.3.1 柜頂雪荷載下特征值屈曲41-43
• 4.3.2 柜頂結(jié)構(gòu)優(yōu)化43-48
• 4.4 柜體特征值屈曲分析48-53
• 4.4.1 氣柜內(nèi)壓對氣柜穩(wěn)定性的影響48-50
• 4.4.2 柜體環(huán)向加勁肋對氣柜穩(wěn)定性的影響50-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 5 新型干式煤氣柜非線性穩(wěn)定分析54-72
• 5.1 加筋圓柱曲板穩(wěn)定性有限元分析與驗(yàn)證54-55
• 5.2 柜頂非線性分析55-62
• 5.2.1 柜頂簡化分析模型55-56
• 5.2.2 初始缺陷56-59
• 5.2.3 中心環(huán)梁剛度的影響59-60
• 5.2.4 徑向梁截面的影響60-61
• 5.2.5 柜頂非線性分析的結(jié)論61-62
• 5.3 氣柜抗風(fēng)性能影響因素分析62-70
• 5.3.1 T 型加勁肋62-64
• 5.3.2 縱向加勁肋64-67
• 5.3.3 回廊67-68
• 5.3.4 局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定68-69
• 5.3.5 環(huán)向加勁肋布置方案69
• 5.3.6 內(nèi)壓的影響69-70
• 5.3.7 柜體非線性分析的結(jié)論70
• 5.4 本章小結(jié)70-72
• 6 結(jié)論與展望72-73
• 6.1 結(jié)論72
• 6.2 展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-76

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