学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高温风机基础抗裂性能研究

作　者: 文帅
导　师: 魏文晖
学　校: 武汉理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 高温风机基础裂缝现场测试非线性有限元参数化
分类号: TQ172.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 30次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

风机是输送气体的机械。高温风机是水泥生产过程中的关键大型设备,它起到风力输送水泥粉料的作用,高温风机的安全、稳定运行直接影响着企业的正常生产。由于风机起输送气体的作用,在水泥厂的运行过程中,产生的高温气体和粉尘在经过风机时,使得风机自身也具有高温,基础在热量的辐射下,局部会被传导一定温度。在温度荷载和上部设备动力荷载耦合的作用下,风机基础在某些部位很容易开裂。本文针对水泥厂生产过程中,风机设备基础高温开裂的问题,提出了有限元模拟的课题。文中以实际工程项目为背景,研究风机动力基础在温度荷载下的抗裂性能。文中论述了当前动力分析的理论,以及动力基础的研究方法,对现有的理论做了细致的分析和对比。并对风机基础进行了温度分布的观测,基础混凝土强度的测定,以及现场动力测试,在各控制点放置加速度拾振器,获取加速度时程曲线,并对其进行筛选和分析,简化为有限元分析的荷载。对高温风机基础内力分析,本文做了大量工作,查阅了大量国内外关于风机基础设计和混凝土开裂机理的相关研究文献,详细地分析了目前国内外的研究现状和存在的不足,并针对论文所要解决的问题学习了相关的理论知识。详细分析了风机在运转过程中基础的受力及其产生原因并且对风机基础抗裂的计算方法进行了探讨。将现场采集到的结果与给定的风机频率进行对比,从而为简化计算提供依据。在基础抗裂分析中考虑风机基础在配筋率变化的情况、基础配筋率相同的情况时,钢筋分布不同的情况、基础墙体约束变化的情况下基础的内力分布情况。在有限元分析的基础上,开发了大型有限元软件,将有限元程序进行参数化处理,利用Visual Basic语言对话框式界面,将基础类型、体系各部分几何尺寸,基础与上部设备材料组成及属性,等影响基础抗裂性能的因素设置成外部输入量,进行基础内力分析及配筋计算。通过进一步研究达到指导工程设计,优化基础各项指标,达到经济合理的目的。研究成果将对现有水泥厂存在的问题,风机基础的加固改造和今后的设计工作提供设计依据,相关技术也可以应用在窑中、窑尾等高温抗裂领域。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-12
  1.1 课题研究的目的及意义  9-10
  1.2 工程简介  10
  1.3 本项目研究所要做的主要工作  10-12
第2章高温风机基础裂缝机理研究  12-18
  2.1 引言  12
  2.2 混凝土的微观裂缝和裂缝产生原因  12-13
  2.3 温度裂缝产生的原因  13-16
    2.3.1 温度裂缝产生的原因  13-14
    2.3.2 温度裂缝的特点  14-16
  2.4 高温风机基础裂缝产生原因  16-18
第3章风机基础的现场检测  18-34
  3.1 引言  18
  3.2 基础裂缝分布情况  18-21
  3.3 高温风机温度分布观测  21-22
  3.4 混凝土强度检测  22-25
  3.5 风机基础动力测试  25-31
    3.5.1 实验目的  25-26
    3.5.2 实验仪器及相关软件的准备  26
    3.5.3 测试原理  26
    3.5.4 测试与分析步骤  26-28
    3.5.5 测点布置  28
    3.5.6 采样方案  28-31
  3.6 风机基础测试数据整理分析  31-34
    3.6.1 基础台面的加速度反应  31-32
    3.6.2 风机基础台面的频谱分析  32-34
第4章高温风机基础的温度分析  34-42
  4.1 引言  34
  4.2 混凝土温度场的求解方法  34-37
  4.3 混凝土温度应力的算例  37-40
  4.4 风机基础温度有限元分析单元  40-42
第5章钢筋混凝土非线性有限元分析  42-55
  5.1 引言  42
  5.2 钢筋混凝土非线性有限元分析的意义  42-43
  5.3 钢筋混凝土非线性的有限元解法  43-44
  5.4 钢筋混凝土单元SOLID65理论基础  44-50
    5.4.1 单元的线性行为  44-46
    5.4.2 单元的非线性行为  46-50
  5.5 基础有限元程序的单元类型  50-53
    5.5.1 钢筋混凝土单元  50-52
    5.5.2 混凝土中加强筋的模拟  52-53
  5.6 材料的本构关系  53-55
    5.6.1 混凝土的本构关系  53-54
    5.6.2 钢筋的本构关系  54-55
第6章高温风机基础抗裂性能研究  55-73
  6.1 引言  55
  6.2 加载点的确定  55-56
  6.3 动荷载效应与静荷载效应比较  56-57
  6.4 围护墙厚度对风机基础抗裂能力的影响  57-60
  6.5 内外表面温差对风机基础抗裂能力的影响  60-63
  6.6 约束刚度对风机基础应力状态的影响  63-65
  6.7 配筋型式对风机基础抗裂能力的影响  65-73
    6.7.1 混凝土的极限拉伸  65
    6.7.2 配筋对混凝土极限拉伸的影响  65-66
    6.7.3 有限元裂缝模拟  66-72
    6.7.4 温度构造钢筋的配置原则  72-73
第7章结论及设计建议  73-74
第8章风机基础配筋软件介绍  74-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  79

高温风机基础抗裂性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文