基于 ABAQUS 的鋼煤斗結(jié)構(gòu)靜力分析

【摘 要】本文利用大型通用有限元軟件ABAQUS建立了矩形鋼煤斗的靜力有限元模型，針對該模型計算所得的云紋圖，提出了一些對煤斗結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化改進的方案。

【關(guān)鍵詞】ABAQUS;矩形鋼煤斗;靜力分析

1 引 言

ABAQUS 是一套功能強大的基于有限元方法的工程模擬軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復雜的非線性問題[2] 。鋼煤斗是火電廠典型構(gòu)筑物，其安全性在生產(chǎn)過程中舉足輕重，目前國內(nèi)其結(jié)構(gòu)設(shè)計計算基本依靠經(jīng)驗公式進行手算。本文利用ABAQUS對已設(shè)計的一個矩形鋼煤斗進行靜力分析，根據(jù)模擬結(jié)果提出了優(yōu)化改進的方案。

2 設(shè)計概況

煤斗的設(shè)計尺寸如圖1 所示，斗壁及加勁肋均采用Q345B 鋼，壁厚14mm,角鋼型號為L250×90×10×15，鋼板尺寸為10×160，煤斗頂寬7m，外壁傾角為82o。

圖 1 設(shè)計尺寸圖

煤斗的設(shè)計荷載為：傾斜壁起點處法向作用力為8.86KN/m，切向作用力為46KN/m，壁底處法向作用力為44.5KN/m，切向作用力為31.25KN/m，中間部分擬線性插入。

3 模型建立

ABAQUS/CAE 是ABAQUS 的交互圖形環(huán)境，可以用來方便快捷地構(gòu)造模型，顯示分析結(jié)果。ABAQUS/Standard是一個通用分析模塊，它使用隱式求解方法，能夠求解廣泛領(lǐng)域的線性和非線性問題[2] 。 本 文 中主要使用ABAQUS/Standard模塊來進行分析。

ABAQUS擁有不同類型的單元和材料模型。根據(jù)模型的對稱性，煤斗和加勁肋均采用四邊形殼體單元，Q345B 鋼彈性模量取2.06×105Mpa，屈服強度取310Mpa，泊松比取0.26，采用二折線

根據(jù)以上云圖可以分析得出：矩形鋼煤斗設(shè)計時，要特別加強支座附近，也即矩形部分的處理，對于加勁肋的分布宜從上至下逐漸加密，以增大斗底下部剛度，減小位移。對于本設(shè)計，在應(yīng)力和位移均明顯滿足要求的情況下，可以通過適當減小鋼板厚度，以減輕自重和降低成本。

5 結(jié) 論

通過運用ABAQUS 對已設(shè)計的矩形鋼煤斗進行準確的有限元模擬，驗算了該模型的安全性，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化改進措施，以達到經(jīng)濟安全的目的。

參考文獻：

[1] 貯倉結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M](. 1999年12月第一版).北京：中國建筑工業(yè)出版社.

[2] 莊茁 由小川等.基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用.(2009年1月第一版).北京：清華大學出版社.