新型干式煤氣柜結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中能源消耗最大的行業(yè),新型干式煤氣柜在節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境上發(fā)揮著重大作用,但是其風(fēng)振理論沒有得到相應(yīng)的發(fā)展,至今還沒有建立一套通用的大型煤氣柜的風(fēng)荷載和風(fēng)振響應(yīng)的理論。因此有必要對煤氣柜結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布和風(fēng)振響應(yīng)等方面進(jìn)行深入研究。本文圍繞煤氣柜結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓分布和風(fēng)振響應(yīng),主要開展了以下工作:
　　(1)煤氣柜結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓的數(shù)值模擬。闡述了計(jì)算流體動力學(xué)的基本原理,利用大型流體計(jì)算軟件對煤氣柜結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值風(fēng)洞模擬

2、,獲得了煤氣柜平均風(fēng)壓系數(shù)的分布情況,為本文煤氣柜風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算提供基礎(chǔ)。
　　(2)煤氣柜結(jié)構(gòu)的動力特性分析。采用大型有限元軟件建立了煤氣柜結(jié)構(gòu)精細(xì)有限元模型,計(jì)算了考慮活塞運(yùn)動的動力特性分析,獲得了煤氣柜的頻率和振型分布情況。并研究了煤氣柜內(nèi)壓對動力特性的影響,發(fā)現(xiàn)煤氣內(nèi)壓對殼體振動影響較大。
　　(3)煤氣柜結(jié)構(gòu)頻域風(fēng)振響應(yīng)分析。闡明了計(jì)算風(fēng)振響應(yīng)的頻譜分析法的基本原理。根據(jù)數(shù)值風(fēng)洞模擬結(jié)果和基于準(zhǔn)定常假定下,本文自編頻

3、譜分析法的程序,采用CQC法、虛擬激勵法和SRSS法進(jìn)行了煤氣柜柜體動力響應(yīng)的頻譜計(jì)算,得到位移響應(yīng)根方差、峰值因子和響應(yīng)功率譜的分布情況,發(fā)現(xiàn)本文煤氣柜的共振現(xiàn)象并不明顯。分析了參振模態(tài)數(shù)量、模態(tài)交叉項(xiàng)對風(fēng)振響應(yīng)的影響,表明模態(tài)交叉項(xiàng)的影響不可忽略。分析了基本風(fēng)壓、地貌類型和阻尼比等因素對峰值因子的影響。最后研究了考慮內(nèi)壓影響的風(fēng)振響應(yīng),發(fā)現(xiàn)不考慮內(nèi)壓影響時脈動風(fēng)響應(yīng)會偏大。
　　(4)煤氣柜結(jié)構(gòu)時域風(fēng)振響應(yīng)分析。給出了諧波合成

4、法模擬煤氣柜表面風(fēng)速時程的計(jì)算方法,驗(yàn)證了諧波合成法能夠較好地模擬該結(jié)構(gòu)的脈動風(fēng)時程。進(jìn)行了有限元動力時程響應(yīng)分析,得到了煤氣柜位移響應(yīng)的平均值和脈動值。通過計(jì)算給出了結(jié)構(gòu)各高度處的位移風(fēng)振系數(shù)分布,并分析了活塞位置、基本風(fēng)壓、地貌類型和阻尼比等因素對位移風(fēng)振系數(shù)的影響,綜合分析這些因素,對于A、B、C和D類地貌,本文建議整體風(fēng)振系數(shù)分別取為1.8、1.9、2.0和2.4。最后進(jìn)行了頻域與時域風(fēng)振響應(yīng)的對比分析,以驗(yàn)證本文編寫的程序及其