输煤栈桥振动引起双层网壳储煤仓疲劳损伤研究

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输煤栈桥悬挂于网壳结构的疲劳问题备受关注,但网壳结构的疲劳损伤与输煤栈桥的振动存在什么样的关系,目前有关的设计规范中还没有明确的规定,这就极大地制约了这种结构形式的推广应用。本文以漳州后石某发电厂圆形储煤仓为工程背景,分析由于输煤栈桥的振动引起双层网壳结构疲劳破坏问题,弄清楚储煤仓疲劳破坏机理,借助有限元分析软件ANSYS Fe-safe的数值分析手段,由栈桥振动产生的等幅应力为外荷载,通过时程分析法得出结构各个杆件应力时程谱,将应力时程谱通过雨流计法得出应力循环历程。结合材料循环的S-N曲线,采用Miner累积损伤理论对构件的疲劳寿命进行估算。得出的应力谱可以找出整体结构的疲劳危险区域。结构的疲劳性能主要和结构的材料、所承受的外荷载等因素有关,结构的材料决定了疲劳分析的S-N曲线。对圆形储煤仓双层网壳结构进行的疲劳分析,结果发现,结构的疲劳性能主要和栈桥振动的振幅、栈桥振动的频率有关。以栈桥的竖向振动为外荷载,并且两个悬挂点的相位差为225°进行疲劳分析,经过循环加载后,结构发生了疲劳破坏,破坏区域主要发生在节点的焊缝处。此次疲劳分析的数据和结论可为圆形储煤仓双层网壳结构疲劳安全设计及可靠性提供一定的依据。
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