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脱硫塔结构的有限元分析及动力简化计算的研究

作者：钟维军 Publish: 2007-8-3 Hits:-

【中文题名】

脱硫塔结构的有限元分析及动力简化计算的研究

【英文题名】

The Study about Finite Element Analysis and Simplified Dynamic Computation of Smoking Desulfuration Absorber Tower

【学科专业】

结构工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-8-3

【中关键词】

烟气脱硫吸收塔,有限元分析,简化模型,动力特性,抗震性能,

【英关键词】

smoking desulfuration absorber tower,finite element analysis,simplified model,dynamic properties,seismic performance,

【分类导航】

工业技术>建筑科学>建筑结构>特种结构>抗震动结构、防灾结构>耐震、隔震、防爆结构

【论文摘要】

由于脱硫塔结构的复杂性，目前还没有专门的规范来用于该结构的设计，本文就是在这种形势下，对某电厂脱硫塔结构进行有限元分析和模型简化来研究该结构的动力特性和地震作用下的各种响应。本文首先利用有限元方法对某电厂烟气脱硫吸收塔进行结构计算分析，得到塔体的频率、振型等动力特性，然后对塔体结构建立等效简化地震反应分析模型。分别对实体模型和简化模型输入地震波，进行动力分析，研究了塔体结构的抗震性能，数据的比较表明实体模型与简化模型的地震反应吻合的比较好。另外，又考虑了塔体底部浆液对塔体的影响和塑性发展情况下的地震反应分析。通过以上研究可得：脱硫塔结构的简化模型简化比较合理，能反映实际结构在地震作用下的各种响应；该塔体在考虑浆液情况下的最不利地震反应作用下仍处于弹性范围内，且离屈服点比较近，说明该塔体结构设计比较合理。

【论文题纲】

摘要	5-6
ABSTRACT	6-13
第一章绪论	13-16
1.1 课题的研究背景	13-14
1.2 脱硫塔的分析方法及有限元现状	14-15
1.2.1 脱硫塔的结构与分析方法现状	14
1.2.2 有限元的发展现状	14-15
1.3 本文的研究目的及内容安排	15-16
1.3.1 本文的研究目的	15
1.3.2 本文的内容安排	15-16
第二章:MSC.PATRAN/NASTRAN、MATLAB软件介绍	16-21
2.1 MSC.PATRAN/NASTRAN介绍	16-18
2.1.1 MSC.Software公司介绍	16-17
2.1.2 MSC.PATRAN介绍	17
2.1.3 MSC.NASTRAN介绍	17-18
2.2 MATLAB简介	18-21
2.2.1 MATLAB的概况	18
2.2.2 MATLAB产生的历史背景	18-19
2.2.3 MATLAB的语言特点	19-21
第三章工程结构抗震基本原理	21-31
3.1 单质点弹性体系的地震反应	21-23
3.1.1 运动方程的建立	21
3.1.2 运动方程的解答	21-23
3.2 多质点弹性体系的地震反应	23-31
3.2.1 多质点弹性体系的自由振动	24-28
3.2.2 多质点弹性体系地震反应	28-31
第四章脱硫塔有限元模型的建立	31-37
4.1 脱硫塔的基本概况	31
4.2 脱硫塔相关设计参数的确定	31
4.3 几何模型的建立	31-32
4.4 有限元单元网格划分	32-35
4.4.1 单元的选择	32-34
4.4.1.1 塔壁单元的选择	32-33
4.4.1.2 烟道单元的选择	33
4.4.1.3 加劲肋单元的选择	33
4.4.1.4 支撑梁单元选择	33
4.4.1.5 不同类型单元之间的连接方式	33-34
4.4.2 分网的基本原则	34-35
4.4.2.1 分网的基本原理	34
4.4.2.2 分网的基本情况	34-35
4.5 材料的定义和有限元单元的属性	35-36
4.5.1 材料的定义	35-36
4.5.2 有限元单元属性的定义	36
4.6 荷载与边界的定义	36-37
4.6.1 不同工况荷载的定义	36
4.6.2 边界条件的假定	36-37
第五章简化模型的建立	37-49
5.1 脱硫塔模型简化的基本理论	37
5.2 等效刚度的确定	37-43
5.2.1 顶部施加单位力的方法	37-41
5.2.1.1 顶部施加单位力方法的基本原理	37-38
5.2.1.2 该方法得出的等效刚度	38-41
5.2.2 能量法	41-42
5.2.2.1 能量法的基本原理	41
5.2.2.2 能量法得出的等效刚度	41-42
5.2.3 两种方法得出的等效刚度的比较	42-43
5.3 简化模型的动力特性	43-49
5.3.1 求解简化模型动力特性的基本原理	43
5.3.2 求解动力特性的方法	43-49
5.3.2.1 矩阵迭代法	44-46
5.3.2.2 能量法	46-47
5.3.2.3 等效质量法	47-49
第六章脱硫塔结构的动力特性及地震反应分析	49-72
6.1 脱硫塔结构的动力特性	49-54
6.1.1 NASTRAN的模态分析简介	49-51
6.1.2 脱硫塔结构的模态分析	51-54
6.1.2.1 模态分析的目的	51
6.1.2.2 模态分析采用的方法	51
6.1.2.3 模态分析的结果	51-54
6.1.3 有限元模型与简化模型动力特性的比较	54
6.2 有限元模型和简化模型的时程分析及比较	54-67
6.2.1 时程分析的基本原理	54
6.2.2 时程分析的积分方法介绍	54-57
6.2.2.1 积分方法简介	54-55
6.2.2.2 威尔迅-θ法	55-56
6.2.2.3 Newmark-β法	56-57
6.2.3 地震波的选取及调整	57-59
6.2.3.1 地震波选取及注意事项	57-59
6.2.3.2 地震波峰值的调整	59
6.2.4 有限元模型的时程分析	59-61
6.2.4.1 NASTRAN的时程分析简介	59
6.2.4.2 NASTRAN时程分析中的阻尼的确定及输入	59-60
6.2.4.3 NASTRAN中时程分析的过程	60
6.2.4.4 有限元模型时程分析的结果	60-61
6.2.5 简化模型的时程分析	61
6.2.5.1 MATLAB时程分析程序介绍	61
6.2.5.2 简化模型的时程分析的结果	61
6.2.6 有限元模型与简化模型时程分析结果的比较	61-67
6.3 考虑浆液影响的模型与原模型的比较	67-71
6.3.1 考虑浆液的基本概况	67
6.3.2 考虑浆液影响的时程分析结果	67-68
6.3.3 考虑浆液影响的模型与原模型时程分析的比较	68-70
6.3.4 考虑浆液影响的模型的弹塑性分析	70-71
6.4 本章结论	71-72
第七章结论与展望	72-74
7.1 结论	72
7.2 展望	72-74
参考文献	74

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.123722



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