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大型多出料口钢筒仓有限元分析及结构优化设计

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江西建材 2024年第2期 123-125,134页

作者：余志杭福建龙净环保股份有限公司福建龙岩364100

大型多出料口钢筒仓采用圆转方下料的结构设计优化对其结构的影响较大。文中在大型多出料口钢筒仓传统设计方案的基础上,首先,采用Midas gen有限元软件建立两种工况下的模型,然后对圆转方下料的结构设计进行分析计算,根据分析结果,结合... 详细信息

大型多出料口钢筒仓采用圆转方下料的结构设计优化对其结构的影响较大。文中在大型多出料口钢筒仓传统设计方案的基础上,首先,采用Midas gen有限元软件建立两种工况下的模型,然后对圆转方下料的结构设计进行分析计算,根据分析结果,结合实际工程中,在圆转方位置开设检修孔及掏灰孔,最后,提出合理的钢筒仓开洞补强构造措施,研究成果可为类似工程中钢筒仓结构设计提供一定的参考。

关键词：钢筒仓有限元分析结构优化

环境与荷载作用下大型钢筒仓力学性能研究进展

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江西建材 2024年第2期 4-8页

作者：张然祁广星曾庆龙林明强济南市房屋安全检测鉴定中心山东济南250002 济南大学土木建筑学院山东济南250024

钢筒仓是工业、农业等领域不可缺少的储存装置。随着规模的不断扩大,大型钢筒仓的安全性、适用性、耐久性成为人们关注的重点,多位学者对钢筒仓展开了研究。文中综合分析了国内外对钢筒仓的研究现状,在储料作用方面,研究了储料静态侧压... 详细信息

钢筒仓是工业、农业等领域不可缺少的储存装置。随着规模的不断扩大,大型钢筒仓的安全性、适用性、耐久性成为人们关注的重点,多位学者对钢筒仓展开了研究。文中综合分析了国内外对钢筒仓的研究现状,在储料作用方面,研究了储料静态侧压力,将规范结果同有限元计算结果进行对比,对储料的接触状态、温度、摩擦角、摩擦系数、本构模型选用,以及偏心卸料过程中的侧压力分布形式进行探讨;在太阳辐射及温度作用方面,对均匀温度作用下钢筒仓仓壁的应力应变及稳定性进行了评估,对太阳辐射作用下形成的不均匀温度场引入余弦分布的概念进行了模拟并深入探究;在地震作用方面,主要进行了有限元分析,输入不同地震波,并与规范计算结果相互比对,基于地震作用下储料作用对仓壁侧压力的影响进行研究。

关键词：钢筒仓储料作用温度作用地震作用

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初始几何缺陷对含粮食钢筒仓的屈曲影响

工程建设 2024年第5期56卷 26-30页

作者：白方威蒋敏敏郭茹芳王地河南工业大学土木工程学院河南郑州450001

大型钢筒仓作为典型的薄壁结构,被广泛应用于工农业中储存大量颗粒状固体物料。为了明确钢筒仓在卸料作用下对其稳定性的影响,基于欧洲钢筒仓设计规范,利用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,将完善钢筒仓一阶特征值屈曲模态作为初始几何缺... 详细信息

大型钢筒仓作为典型的薄壁结构,被广泛应用于工农业中储存大量颗粒状固体物料。为了明确钢筒仓在卸料作用下对其稳定性的影响,基于欧洲钢筒仓设计规范,利用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,将完善钢筒仓一阶特征值屈曲模态作为初始几何缺陷,研究其在卸料作用下的变形特征、屈曲模态和径向位移。结果表明:钢筒仓在卸料过程中受复杂侧压力和摩擦力的作用会引起仓壁失稳破坏;初始几何缺陷的存在进一步降低了钢筒仓的抗屈曲能力。本文研究结果可为钢筒仓储料发展提供一定的工程实用价值。

关键词：钢筒仓初始几何缺陷屈曲模态径向位移

多种长细比的大型钢筒仓结构的屈曲设计（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2017年第4期18卷 282-305页

作者： Qing-shuai CAO Yang ZHAO Space Structures Research Center Zhejiang University Hangzhou 310058 China

目的:大型钢筒仓结构在正常装卸料过程中极易发生各种失稳破坏。本文旨在分析多种长细比的大型钢筒仓结构在散料荷载作用下的屈曲性能,为结构的稳定设计提供理论依据及技术支持。创新点:1.提出散料荷载作用下大型钢筒仓结构屈曲分析的4... 详细信息

目的:大型钢筒仓结构在正常装卸料过程中极易发生各种失稳破坏。本文旨在分析多种长细比的大型钢筒仓结构在散料荷载作用下的屈曲性能,为结构的稳定设计提供理论依据及技术支持。创新点:1.提出散料荷载作用下大型钢筒仓结构屈曲分析的4种典型工况:轴对称卸料荷载工况、小偏心卸料荷载工况、大偏心卸料荷载工况和大偏心装料荷载工况;2.建立了适用于不同屈曲分析类型的多种数值模型,研究了结构的稳定性能,并分析了各种非线性、初始几何缺陷、仓壁厚度的分布和基底嵌固刚度等对结构稳定性能的影响。方法:1.根据不同工况下散料荷载分布的特点和屈曲分析类型的差异,通过非线性有限元方法,研究结构在四种散料荷载工况下的稳定性能;2.通过研究结构在各种非线性屈曲分析下的荷载-位移全过程响应,确定结构的屈曲临界荷载和结构的稳定承载力;3.比较各种荷载工况下结构的屈曲临界荷载、屈曲模态及仓壁厚度分布特点,分析结构用钢量指标的变化。结论:1.非线性屈曲分析的荷载-位移曲线是高度非线性的,不同长细比钢筒仓的屈曲平衡路径之间有较大差异。2.钢筒仓结构的屈曲延性随长细比的减小而显著增大。3.材料非线性对结构的稳定性极为不利;几何非线性和初始几何缺陷对结构稳定性能的影响与结构的长细比密切相关。4.壁厚的分布对钢筒仓的稳定承载力和屈曲模态影响很大;设计时应考虑仓壁壁厚的不同组合形式,并确定使结构取得最大稳定承载力的仓壁最优分布形式。5.装料或卸料过程中的偏心使结构的储存效率(容耗比指标)显著降低。

关键词：钢筒仓壳体偏心卸料屈曲稳定非线性

初始几何缺陷对仓壁柱承钢筒仓稳定性能的影响

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工程力学 2006年第12期23卷 100-105页

作者：叶军赵阳俞激浙江大学空间结构研究中心

仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓的一种简单、经济的支承方式。薄壳结构通常对初始几何缺陷十分敏感。引入周向轴对称焊缝凹陷和特征值屈曲模态两种缺陷形式,通过几何非线性分析,研究初始缺陷对轴压下仓壁柱承筒仓稳定性能的影响。研... 详细信息

仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓的一种简单、经济的支承方式。薄壳结构通常对初始几何缺陷十分敏感。引入周向轴对称焊缝凹陷和特征值屈曲模态两种缺陷形式,通过几何非线性分析,研究初始缺陷对轴压下仓壁柱承筒仓稳定性能的影响。研究表明,周向焊缝凹陷会显著降低结构的屈曲荷载,且与焊缝位置密切相关,而特征值模态缺陷只有在支柱接近仓顶时才会显著影响其屈曲强度。

关键词：钢筒仓柱支承初始缺陷几何非线性分析屈曲稳定

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仓壁柱承钢筒仓结构行为的研究

工程力学 2006年第11期23卷 63-69页

作者：赵阳俞激叶军浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310027

仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓一种简单、经济的支承方式。采用数值分析方法,包括线性应力分析、线性特征值屈曲分析及几何非线性分析,对这类仓壁柱承钢筒仓的结构行为、特别对其稳定性能进行了系统研究。分析了仓筒径厚比、支柱伸... 详细信息

仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓一种简单、经济的支承方式。采用数值分析方法,包括线性应力分析、线性特征值屈曲分析及几何非线性分析,对这类仓壁柱承钢筒仓的结构行为、特别对其稳定性能进行了系统研究。分析了仓筒径厚比、支柱伸入仓筒的高度、支柱宽度等几何参数对结构性能的影响。研究表明,支柱伸入高度是影响仓壁柱承筒仓屈曲强度的主要因素,屈曲模态也与之密切相关。为提高仓壁柱承筒仓的承载能力,支柱应尽可能地延伸至仓筒的顶部,这种支柱伸至仓顶檐梁的构造可用于大中型筒仓结构。

关键词：钢筒仓柱支承数值分析结构行为屈曲

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温度作用下大直径钢筒仓贮料侧压力计算方法

华中科技大学学报（自然科学版） 2017年第7期45卷 23-29页

作者：马越杨应华西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为了研究大直径钢筒仓在温度作用下产生的温度侧压力,首先对由于温度作用产生的附加侧压力的各种经典计算方法进行对比研究,分析其内在的联系和区别;然后建立考虑散料和仓壁间相互作用的三维有限元接触模型来模拟温度作用对钢筒仓侧压... 详细信息

为了研究大直径钢筒仓在温度作用下产生的温度侧压力,首先对由于温度作用产生的附加侧压力的各种经典计算方法进行对比研究,分析其内在的联系和区别;然后建立考虑散料和仓壁间相互作用的三维有限元接触模型来模拟温度作用对钢筒仓侧压力的影响.散料和仓壁采用可以考虑温度作用下两者变形的柔-柔接触类型和面-面接触方式.选取两种高径比和三种类型的温度作用来分别模拟温度对深仓和浅仓侧压力的影响,并将数值计算结果与经典方法和试验得出的温度侧压力进行对比分析.通过参数分析研究了不同径厚比、散料的弹性模量和泊松比对侧压力的影响,提出计算温度侧压力的改进方法.

关键词：钢筒仓散料温度作用侧压力接触分析

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落地式钢筒仓卸料的模型试验研究

东南大学学报（自然科学版） 2009年第3期39卷 531-535页

作者：张翀舒赣平东南大学土木工程学院南京210096

进行了落地式钢筒仓模型的卸料试验,通过改变卸料口的直径和位置研究了8种不同卸料状况下仓壁应变随时间的变化情况.采用全站仪较精确地测定了钢筒仓模型的几何形状,确定了钢筒仓模型的初始缺陷,证明了初始缺陷对钢筒仓模型应变具有较... 详细信息

进行了落地式钢筒仓模型的卸料试验,通过改变卸料口的直径和位置研究了8种不同卸料状况下仓壁应变随时间的变化情况.采用全站仪较精确地测定了钢筒仓模型的几何形状,确定了钢筒仓模型的初始缺陷,证明了初始缺陷对钢筒仓模型应变具有较大的影响.通过对各种卸料状况下仓壁应变随时间变化的比较分析表明,卸料口的大小以及卸料口的偏心位置对于不同位置处仓壁的应变具有不同的影响,在0.8倍筒仓直径至1.6倍筒仓直径的高度范围内仓壁应变随时间变化比较剧烈,在偏心卸料时靠近卸料口位置的仓壁应变变化比较剧烈,仓壁动态应变的最大变化量约为静态应变的3～4倍.试验研究表明在实际工程中应充分考虑偏心卸料对仓壁受力性能带来的巨大影响.

关键词：钢筒仓初始缺陷卸料动态应变

大直径钢筒仓在高温贮料作用下的结构响应分析

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应用力学学报 2020年第6期37卷 2332-2340,I0002页

作者：马越杨红霞李盛斌郭生栋延安大学建筑工程学院延安716000

根据壳体的弯矩理论推导了高温贮料作用下钢筒仓位移和内力计算公式。通过理论分析与有限元计算相结合,研究了高温贮料对钢筒仓结构性能的影响,通过算例证明了理论解的可靠性。理论和数值分析结果表明:高温贮料和仓内原有冷料共同作用... 详细信息

根据壳体的弯矩理论推导了高温贮料作用下钢筒仓位移和内力计算公式。通过理论分析与有限元计算相结合,研究了高温贮料对钢筒仓结构性能的影响,通过算例证明了理论解的可靠性。理论和数值分析结果表明:高温贮料和仓内原有冷料共同作用会沿筒仓高度方向产生温差,该温差会在钢筒仓中部引起仓壁径向位移差;由于仓壁变形需连续、协调,所以在仓壁中部温差处的弯矩、剪力和应力会显著增大。参数分析结果表明:由高温贮料所导致周向温度应力的大小不仅与筒仓的竖向温差值有关,还与过渡段长度及仓壁径厚比有关,而与筒仓的绝对温度值无关;随着筒仓温差增大,温度应力随之增大;仓壁中部的温度应力随着中间温度过渡段长度的增大而呈下降趋势;随着径厚比减小,仓壁中部周向应力可能大于仓底应力,当筒仓径厚比较小时,在设计中应重视竖向温差导致的周向应力变化。

关键词：钢筒仓高温贮料温度过渡段温度效应理论分析