基于ANSYS的HZS180型混凝土搅拌站主楼结构的动态特性分析

作     者：张玄 

作者单位：中国矿业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李艾民

授予年度：2021年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0802[工学-机械工程] 0813[工学-建筑学] 

主      题：主楼结构 线性静力分析 模态分析 特征值屈曲分析 几何非线性屈曲分析 谐响应分析 

摘      要：改革开放以来,中国的经济高速、蓬勃发展,综合的国力也不断地增强,为了提高国民的幸福指数,国家对于基础建设的投入也不断加大,城市化、现代化建设进程不断加快,高效、自动化的混凝土专用机械市场需求越来越大,品质的要求也越来越高。混凝土搅拌站是实现混凝土自动化生产的专用设备,它的功能就是将混凝土的主要材料-砂石骨料、水泥、粉煤灰、矿粉、水以及液体添加剂按实际生产的配合比,自动实现计量、卸料、输送、搅拌和成品卸料的工况,最终生产出合格的混凝土,同时该设备还具备一定的原材料存储功能。钢结构主楼承担着支撑主楼所有载荷、冲击、振动,是混凝土搅拌站重要组成部分之一,一般可分为计量层和搅拌层,所有混凝土配合比需要的原材料均在计量层完成配料或者等待,随后完全投入进搅拌主机,最终搅拌完毕倾泻至搅拌车罐体内。以往在进行搅拌站的钢结构设计时,材料及规格的选型都是依靠设计师的经验,即使通过软件计算,也只是简单利用平面结构力学的相关知识,进行近似的求解和复合,这种计算方式没有考虑到实际诸多外在因素的影响,基本都是采用人工计算,因此计算过程比较复杂,计算结果与实际偏差大。本文利用ANSYS软件及有限元多种单元类型的特点,对HZS180混凝土搅拌站主楼结构进行了三维有限元系统建模、组装,并采用有限元法对主楼结构进行了线性分析、非线性屈曲分析（包含特征值的屈曲分析、几何非线性的屈曲分析）、自振特性分析（主要指模态分析）、动力学分析（主要指谐响应分析）,得到并掌握了结构线性、非线性计算的变形趋势与应力分布,是否有屈曲破坏发生,系统耦合后的各阶固有频率和振型,以及动力学几种频率下的结构响应,形成系统的基于ANSYS软件平台的搅拌站结构计算方法,为搅拌站系列产品主楼的设计优化改进和产品迭代更新提供了参数模型和技术支持,节省设计时间,同时,也为下一步搅拌站主楼结构设计计算软件的研发,提供了参数模型。该论文有图82幅,表7个,参考文献81篇。