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初始几何缺陷对双曲线型冷却塔筒壁受力性能影响的研究

石昊  
【摘要】:双曲线冷却塔是火力发电厂循环冷却水系统中重要的构筑物,世界各国已建的冷却塔大部分是成功的,运行是正常的;但也有少数存在问题并出现过事故。冷却塔的事故或破坏原因主要有几个方面,自然因素,勘查设计因素,施工因素以及运行管理的因素。从统计资料来看,施工因素造成冷却塔事故占冷却塔总事故的大部分,故应引起高度重视。 双曲线自然通风冷却塔的通风筒为一大型钢筋混凝土薄壳结构,其大部分为高空作业,施工难度大,稍有不注意就会出现过大的塔中心偏移、圆度失控、壁厚不均匀等具有初始几何缺陷的壳体。因此对有初始几何缺陷的冷却塔风筒壁的分析研究是很有必要的。 本文在广泛阅读国内外文献的基础上,对有初始几何缺陷的冷却塔风筒壁的应力、内力、位移、承载力等进行了一系列研究,主要研究内容如下: 1.分析了有矩理论与无矩理论的异同点,并根据有矩理论,总结了旋转薄壳体的力学分析基础和塔筒内力的有限单元法。 2.从非线性三维连续介质力学的应变分量公式出发,参阅其他文献,总结了具有初始几何缺陷的旋转薄壳的非线性应变分量公式。得到了用于旋转薄壳的应变—位移关系。 3.利用ANSYS有限元分析程序,计算了完善筒壁与有初始几何缺陷筒壁的应力、内力、位移等,并用图表的形式对其进行比较,分析初始几何缺陷对冷却塔筒壁应力、内力以及位移的影响。 4.使用ANSYS分别对冷却塔筒壁进行弹性及塑性分析,归纳出两种分析方式产生结果的异同点,并提出适用于实际工程适用的分析方法。 5.根据ANSYS的分析结果,对某工程实例进行承载力分析,并提出承载力不足的解决方案。


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