考虑支架变形影响的大型脱硝反应器及烟道结构数值分析

以某电厂的脱硝工程为背景,对烟道、反应器和支架这种大型复杂结构进行了整体分析,并以烟道出口和反应器作为研究对象,分析了支架变形对烟道出口和反应器的影响.结果表明,由于支架变形的影响,烟道和反应器的变形分布由对称分布变为非对称,平均变形值要比不考虑时的大,但是支架的变形对烟道和反应器的应力值及分布基本无影响.因此在以强度为控制因素的设计中,烟道和反应器进行单独计算的设计方法是可行的.     

考虑大变形效应的薄壁钢结构烟道力学性能分析

针对浙江华能玉环电厂脱硝工程,应用有限元分析方法对烟道结构进行小变形弹性和大变形弹性模拟,对钢结构烟道在实际荷载作用下的力学性能进行了分析,探讨了烟道长度变化对烟道结构应力和变形的影响.考虑大变形影响时,烟道的应力分布均匀,其应力值较不考虑大变形的应力值小5%～50%,烟道长度的变化对应力值的影响不超过20%.结合现场监测验证了数值模拟的可靠性.     

考虑大变形效应的薄壁钢结构烟道力学性能分析

针对浙江华能玉环电厂脱硝工程,应用有限元分析方法对烟道结构进行小变形弹性和大变形弹性模拟,对钢结构烟道在实际荷载作用下的力学性能进行了分析,探讨了烟道长度变化对烟道结构应力和变形的影响.考虑大变形影响时,烟道的应力分布均匀,其应力值较不考虑大变形的应力值小5％～50％,烟道长度的变化对应力值的影响不超过20％.结合现场监测验证了数值模拟的可靠性.     

SCR烟气脱硝反应器整流装置和烟道导流板采用流场模拟优化设计

SCR烟气脱硝反应器的性能主要取决于进入脱硝反应器内的NOx与NH3的混合均匀度及混合气体在进入第一层催化剂前温度、速度分布的均匀性和烟气进入催化剂前流向角偏。该文以某燃煤锅炉烟气脱硝工程的SCR装置为研究对象,采用数值模拟方法研究反应器内烟气的流动分布,在此基础上,对导流板及整流格栅进行简化,在保证混合气体进入第一层催化剂前的流向角偏差小于10°,提高了脱硝反应器的性能,进一步优化了SCR反应器的运行。     

焊缝层数对特厚度管板焊接残余应力与变形影响的有限元分析

基于ABAQUS软件,建立了顺序耦合的焊接残余应力与变形有限元计算程序,对大型环氧乙烷（EO）反应器国产化中采用的390 mm厚20MnMoNb特厚板拼焊反应器管板的焊接过程进行了残余应力与变形计算,并讨论采用不同焊缝层数对管板焊后残余应力与变形的影响.焊接采用双U形坡口,通过翻转管板进行两面坡口的交替焊接,为防止管板发生过度变形,焊接时始终在管板两端压有重量为4.5 MN配重.计算结果表明：焊后管板发生了一端翘起的角变形,在靠近表层的焊缝及热影响区存在较大残余拉应力,在焊缝内部为较大的残余压应力;由于配重对变形的限制导致先焊面的应力大于后焊面;增加焊缝层数,使变形增加,残余应力降低,但并不显著.对如此大型特厚板约束焊,增加焊缝层数不是降低其焊接残余应力的有效手段.     

大型燃煤锅炉SNCR/SCR混合脱硝数值模拟及工程验证

为了提高选择性非催化还原/选择性催化还原(SNCR/SCR)混合脱硝中的还原剂在锅炉尾部烟道内的分布均匀性,基于FLUENT平台,对300 MW燃煤机组SNCR/SCR混合脱硝系统进行了数值模拟,重点分析转向室补氨喷射位置、混合器结构对烟气中氨氮组分混合的影响,计算结果与试验测量数据吻合很好.结果表明:SNCR反应后,转向室出口还原剂分布极不均匀;转向室侧墙补氨喷枪越靠近转向角位置,越有利于提升烟道内还原剂的平均分布;SCR反应器入口烟道设置新型复合X型混合器,进一步强化NH3与烟气的均匀混合,反应器首层催化剂入口截面还原剂浓度分布偏差从22%降低至7.4%;将优化的补氨喷射位置与混合器结构应用于现场锅炉,SNCR和SCR脱硝效率分别达到了35%和78.4%,SNCR/SCR联合脱硝效率达85.96%,脱硝效果良好.     

膜盘联轴器纯扭转应力应变的一种解析解法

由于膜盘联轴器壁厚极薄,工作时变形较大,非线性较明显,运用小变形条件下的弹性力学方法求解应力应变会有较大误差.考虑到联轴器纯扭转的轴对称性及膜盘轮缘轮毂厚度远较盘面厚度大等特点,可假设膜盘轮缘与轮毂完全刚性,膜盘盘面圆半径变形前后不变并运用其他通用的力学假设,就可对大变形纯扭转条件下膜盘联轴器的应力应变进行分析求解,得出任意膜盘型面应力应变的分析解.对双曲线型、梯型及等厚度型三种典型的膜盘型面的计算结果表明:双曲线型面是膜盘抗扭的理想型面,其应力分布完全均匀,无应力集中现象.对双曲线理想型面的偏离越大,膜盘应力越向内缘集中,变形加大.这为膜盘联轴器的设计提供了重要的理论依据.     

等直圆杆自由扭转应力分析

等直圆杆在自由扭转时,截面有剪应力及正应力,在小变形情况下,正应力远小于剪应力,可以略去不计.在金属材料实验中,材料的变形不是小变形,所得材料为纯剪切而没有正应力的结论是用大变形现象解释小变形理论,方法欠妥;实验装置的设计也未满足试件为自由扭转的边界条件,实验结论并不真实.就等直圆杆自由扭转时的应力进行分析,用图对此状况下的应力状态做出清晰解释.     

泥质页岩偏压隧道支护结构受力特征研究

为了研究中国西南地区泥质页岩地层修建隧道时所存在的围岩大变形、初期支护偏压破坏等现象,依托中老铁路玉溪至磨憨段曼木树隧道为工程背景,通过现场监测和数值模拟相结合的方法对泥质页岩偏压段的围岩变形、围岩压力和钢拱架应力进行研究,探讨支护结构的受力特征.研究结果表明:上台阶开挖后的变形占总变形量的80％,最大变形位置为左侧拱腰处;围岩压力和钢拱架应力呈现明显的"上大下小"和"左大右小"的空间分布特点,围岩压力最大值为386.4 kPa,钢拱架应力最大值为174.2 MPa;模拟结果与实测结果变化趋势接近,具有明显的偏压特征,左侧拱腰位置偏于危险.研究成果可为泥质页岩地层下隧道的设计和施工提供参考.     

高压反应器应力分析和强度评定

目的 分析、计算高压反应器的机械应力和温度应力,并进行强度评定.方法 采用有限元单元法计算,按分析设计原理评定.结果 在反应器接管区和裙座连接区出现高应力和大的温度梯度.结论 有限元法是一种有效、实用的工具,可方便地计算出复杂结构的应力;计算结果 按线性处理简便、可靠;强度评定结果 显示,反应器安全.     

钢管混凝土柱-削弱钢梁节点受力性能研究

提出了翼缘开圆孔和翼缘、腹板均开孔的方钢管混凝土柱-钢梁削弱梁端新型节点形式．建立考虑几何非线性和材料非线性的有限元模型对此新型节点形式在单调及低周反复荷载作用下的受力性能进行数值分析,并和实验及传统的狗骨式节点（RBS）在荷载-位移曲线、节点削弱端应力分布、承载力、延性及耗能能力等方面进行对比．结果表明：此类削弱方式与狗骨式节点的刚度和承载力均基本相同;塑性铰均能外移至削弱区域;削弱节点表现出良好的廷性和耗能能力,具有较好的抗震性能．     

钢悬链式立管的浪致疲劳

为计算钢悬链式立管在波浪作用下所产生的浪致疲劳损伤,使用水动力专用软件Hydrostar对Spar平台的运动响应进行分析,获得Spar平台的运动频率响应函数;使用AN-SYS有限元分析软件对钢悬链式立管进行谐响应分析,获得立管的应力频率响应函数;采用Miner线性累积损伤理论、S-N曲线以及自编的损伤程序获得立管的浪致疲劳损伤.对一典型深海立管的计算结果表明,浪致疲劳损伤在立管的上部与平台连接区域呈应力集中现象.     

单层球面网壳结构稳定若干分析

利用大型通用有限元软件ANSYS对一个40 m跨度的单层K8网壳进行了分析。分析包括静力稳定分析和动力稳定分析。静力稳定分析方面有线弹性屈曲分析、几何非线性稳定分析以及双非线性稳定分析。计算了不同的缺陷下网壳的极限荷载因子,分析了网壳的缺陷敏感性,探讨了采用理想弹塑性模型模拟钢材Q235的合理性。动力稳定分析方面有模态分析和瞬态动力分析。针对网壳是否考虑静荷载作用分别进行模态分析,考察了静力荷载产生的应力和变形对结构的自振频率的影响。采用taft波,并分别用比例调幅为0.3 g和0.4 g,再对网壳进行瞬态动力分析,比较其动力响应,得出了对工程结构设计有用的结论。     

体外预应力组合梁负弯矩下的稳定系数

考虑钢梁初始几何缺陷影响和残余应力影响,对体外预应力组合梁进行了有限元非线性稳定分析,计算结果与试验实测值吻合.通过改变截面参数,对25组组合梁在初始几何缺陷、不同残余应力分布和不同综合力比下的承载力进行计算,给出了预应力组合梁的长细比计算公式,与我国现行钢结构规范钢柱稳定曲线进行了比较.研究表明,承受负弯矩作用的体外预应力组合梁可用文中提出的长细比作参数采用钢柱稳定曲线进行计算.     

大型铸钢节点极限荷载及破坏机理分析

结合成都某工程管桁架屋盖的大型铸钢节点,运用有限元技术采用线性强化弹塑性本构模型对铸钢节点进行极限状态分析。结果表明,铸钢节点在极限荷载下会产生很大的累积塑性应变;且随着塑性区的开展,节点应力极值位置与弹性阶段不同。在铸钢节点极限承载机理研究中,首次提出了采用速率型张量的大应变几何非线性问题;给出了铸钢节点破坏失效的判别标准;并指明铸钢节点设计必需进行极限状态分析才能确定其最薄弱位置,为正确认识铸钢节点的破坏形式、破坏机理以及铸钢节点设计提供依据。     

不锈钢工字形截面构件轴心受压整体稳定计算方法

为了研究不锈钢工字形轴心受压构件的整体稳定承载力,采用ANSYS软件建模对不锈钢轴压构件进行非线性有限元模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,验证了所建立的有限元模型的准确性.采用经试验验证的有限元模型对不同几何初始缺陷、截面残余应力、材料力学性能、截面宽厚比以及长细比的不锈钢工字形构件整体稳定承载力进行了参数分析,通过对比可确定材料力学性能、构件长细比为主要影响承载力的因素.在参数分析的基础上通过稳定承载力的数据拟合提出了整体稳定系数的三段式计算方法,并将该计算方法与试验数据进行对比,表明此计算方法可以较为准确地计算不锈钢工字形轴心受压构件整体稳定承载力.     

连续配筋混凝土路面温度应力分析

根据钢筋混凝土间粘结滑移的线性本构关系,建立了连续配筋混凝土路面(CRCP)温度应力分析的计算模型及微分平衡方程,求出了微分方程的解答,并分析了降温荷载作用下路面内应力、位移的分布规律及裂缝间距、配筋率与配筋方式等计算参数的影响,给出了不利位置处钢筋和混凝土应力、位移的解析表达式。结果表明,本文方法可以方便有效地分析CRCP的温度应力。     

钢骨转换梁结构受力性能的有限元分析

结合某高层建筑的钢骨混凝土转换梁设计,利用有限元分析了钢骨混凝土转换梁结构与上部剪力墙共同作用下的应力、位移分布。通过建立三维块体弹性单元,利用ANSYS8.0分析软件按照特殊路径计算了该建筑中的钢骨转换梁结构体系的内力与挠度,得到的模拟数值结果与实际工程计算结果吻合良好,并通过对数值结果的分析总结了钢骨混凝土转换梁受力性能的特点。本文采用的分析方法可为钢骨混凝土转换梁与上部剪力墙共同作用的理论研究提供参考。     

考虑几何非线性的桥梁后颤振极限环特性

根据桥梁断面的试验颤振导数,采用阶跃函数模拟了自激力的时域表达式,并推导了便于时域分析的自激力递推公式.采用APDL语言编制了颤振时域分析的程序并在ANSYS中实现.时域分析表明,几何非线性效应对桥梁颤振临界状态影响甚微,而对其后颤振性能影响很大.线性理论揭示的后颤振响应是一种典型的发散现象,而计入几何非线性效应后,后颤振响应最终演变为小振幅的极限环振动(LCO).此外,能量分析表明,线性发散振动的结构储能不断增加,而考虑几何非线性时,结构储能维持在一个较低水平(LCO状态).相比线性发散造成的灾难性毁灭而言,LCO只会对结构产生累积损伤;鉴于此,还需要综合考虑材料的强度及疲劳特性等因素,才能进一步评估桥梁结构的安全性与稳定性.     

窄扁拱形组合网架桥的静力特性

为研究混凝土面板的作用以及混凝土施工对窄扁拱形组合网架桥的影响,比较线性与非线性分析结果之间的差别,对一典型工程进行有限元分析。结果表明,在混凝土面板参与工作前后,线性分析过高地估计了混凝土的作用。混凝土面板参与工作使混凝土面板与网架之间出现相对位移。混凝土面板加强了网架的抗扭转屈曲能力,提高了最小几何非线性屈曲荷载。