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考虑几何及材料非线性直筒-锥段型钢结构冷却塔风致稳定性能研究

论文摘要

作为一种新颖的风敏感结构,直筒-锥段型钢结构冷却塔曲面形状和动力特性复杂、结构柔性和风致效应明显增大,整体稳定性能是其结构设计的瓶颈之一,尤其是结构几何、材料非线性及其高阶振型的影响。本文采用CFD技术数值模拟获得钢结构冷却塔表面风荷载分布模式,基于ANSYS软件建立主筒+加强桁架+附属桁架（铰接）耦合的一体化钢结构冷却塔有限元模型,以不同特征值屈曲模态作为初始几何缺陷分布形式,并基于几何及材料双重非线性有限元方法,系统研究了此类钢结构冷却塔在不同风速下低阶和高阶模态的稳定性能,涉及分歧失稳形态、极值失稳形态、临界失稳风速和静风响应。研究表明:考虑几何及材料双重非线性下钢结构冷却塔临界屈曲承载力下降;基阶屈曲波形相对较小,对几何初始缺陷不敏感;随着风速的增大,附属桁架最先发生失稳屈曲,然后依次为加强桁架和主筒。几何初始缺陷系数及阶数的改变对失稳临界风速影响较小,但随着阶数的增加,非线性分析过程中的变形趋势由附属桁架逐渐转移到主筒。所得主要结论可为此类新型钢结构冷却塔的抗风稳定性验算提供参考。

论文目录

  • 1 风荷载数值模拟
  •   1.1 工程概况
  •   1.2 参数设置
  •   1.3 有效性验证
  •   1.4 模拟结果
  • 2 有限元建模及模态分析
  •   2.1 模型建立
  •   2.2 模态分析
  • 3 风致稳定性分析
  •   3.1 线性特征值屈曲分析
  •   3.2 非线性屈曲分析
  •     3.2.1 几何非线性影响
  •     3.2.2 双重非线性影响
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 柯世堂,朱容宽,王浩

    关键词: 直筒锥段型,钢结构冷却塔,数值模拟,材料非线性,几何非线性,风致稳定性

    来源: 南京航空航天大学学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 建筑科学与工程,电力工业

    单位: 南京航空航天大学民航学院

    基金: 国家自然科学基金（U1733129,51878351）资助项目,江苏省优秀青年基金（BK20160083）资助项目,博士后科学基金（2013M530255,1202006B）资助项目,江苏省六大人才高峰计划（JZ-026）,江苏高校“青蓝工程”联合资助项目

    分类号: TU391;TM621

    DOI: 10.16356/j.1005-2615.2019.05.019

    页码: 719-727

    总页数: 9

    文件大小: 4359K

    下载量: 102

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/7c014d4289d80615f432d7f3.html