管壳式换热器折流板开孔流场特征及场协同分析

折流板是管壳式换热器最主要的结构之一,但流体介质容易在折流板背风侧产生一个相对静止的“流动死区”,影响换热器壳程的换热效果。因此,本文利用Fluent对换热器壳程折流板进行开孔研究,分析流体流动特征,同时利用场协同分析的方法对其进行了验证分析。结果表明:折流板开孔可有效减小换热器壳程背风区的“流动死区”,达到强化传热的效果。

拟球面三角形网格密肋折板壳的动力特性分析

考虑矢跨比、主脊线刚度、副脊线刚度和边梁刚度等因素的影响,采用有限元方法对混凝土拟球面三角形网格密肋折板壳进行参数化自由振动分析,以考察结构的自振频率及振型特点。结果表明：结构自振频率具有密集分布的特点、成对出现的振型较多,频率-振型序号曲线具有明显的跳跃台阶;低阶振型主要表现为边界附近折板的竖向振动,振动节线大体为脊线;矢跨比对结构自振频率影响较大,建议结构矢跨比采用1/8~1/3;基于结构的传力特点,主脊线刚度对结构整体刚度的贡献有限,在满足结构承载力要求前提下,主脊线可采用较小的刚度;结构基频随副脊线刚度的增加而明显增长,增加副脊线刚度有利于提高结构整体刚度;边梁约束作用对结构整体刚度没有明显影响。

混凝土折板式拟扁网壳的自振特性参数分析

混凝土折板式拟扁网壳由密肋平板汇交组成，本文在四点支承条件下对其应用空间梁单元和板壳单元建立有限元模型，采用子空间迭代法求解结构振型及对应自振频率，在自振特性分析基础上，讨论了矢跨比、网格划分频数、脊线刚度、密肋梁刚度及边梁刚度等因素对结构自振频率的影响。算例分析表明：结构频谱分布具有密集性及跳跃性特点，低阶振型以脊线为振动节线，边缘桁架的面外刚度对振型影响较大；矢跨比的改变对基频的影响较小，过大的矢跨比将削弱边缘桁架的面外刚度，建议结构矢跨比不低于1／6；网格划分频数对基频的影响不显著，结构的密肋板可按普通平板楼盖划分网格；结构基频随脊线刚度的增加近似呈线性增加，建议脊线截面高度取屋盖跨度的1／50～1／30；提高密肋梁刚度有利于增加屋盖整体刚度，建议密肋梁截面高度取屋盖跨度的1／60～1／35；边梁截面高度可按脊线截面高度确定，但应注意边缘桁架面外刚度对结构动力特性的影响。

折板式网壳结构的静力性能和动力性能

对折板式网壳结构的静动力性能作了较深入的研究 ,分析了网壳随厚度、坡度变化下结构的静力、自振特性以及动力响应性能 ,得出了一些有价值的结论 .

某歌剧院演播厅自振特性及参数分析

折板网壳结构是一种新型的空间结构,其综合了网架和网壳的各自优点,而且建筑造型优美,形式丰富.基于有限元方法,文章采用Lanczos方法,研究了广州某歌剧院演播厅大跨度非规则单层网壳结构的自振特性:考虑了不同屋面材料、屋面支承方式、支座条件对其自振特性的影响:在大量参数分析、计算的基础上,得出了单层折板网壳的自振规律,为这类折板网壳结构的应用和设计提供了参考.

斜放网格棱柱面密肋折板网壳的静力特性分析

为了解斜放网格混凝土棱柱面密肋折板网壳静力特性,采用有限元法计算了32个算例,通过有限元参数化分析考虑了结构的矢跨比、斜向密肋梁刚度、脊线梁刚度、主拱梁刚度、边梁刚度、屋面板厚度对结构静力特性的影响。分析表明:屋盖具有较好的刚度和空间受力特性,且主拱和斜向密肋是屋盖中的主要受力构件;矢跨比对屋盖最大挠度的影响较大,并且随着矢跨比增大结构内力呈现下降趋势,建议矢跨比取1/6~1/4;提高斜向肋刚度有利于提高屋盖整体刚度,建议斜向肋截面高度取屋盖跨度的1/60~1/45;脊线梁的截面刚度对相连的斜向肋轴力影响较大,建议脊线的截面高度按屋盖跨度的1/65~1/34;主拱刚度对屋盖整体刚度贡献较大,建议主拱的截面高度取屋盖跨度的1/51~1/36;边梁刚度在整体结构中的贡献不大,可取边梁跨度的1/20~1/15为边梁的截面高度;屋面板厚在满足使用情况下不应取值过大。

斜放网格棱柱面密肋折板网壳的动力特性分析

为了解斜放网格混凝土拟柱面密肋折板网壳动力特性,采用有限元法计算39个算例,对比了周边支承和拱脚支承屋盖的自振频率与振型,通过有限元参数化分析考虑结构的矢跨比、支座约束、斜向密肋梁刚度、脊线梁刚度、主拱梁刚度、边梁刚度、屋面板厚度对结构自振频率影响。分析表明:与下部结构协同工作时,周边支承对屋盖整体刚度提升较大;矢跨比对屋盖振动基频的影响较小,较大矢跨比会减弱端隔面外刚度,建议矢跨比取1/6~1/4;支座约束对屋盖整体刚度的提升很大;提高斜向肋刚度有利于提高屋盖整体刚度,建议斜向肋截面高度取屋盖跨度的1/60~1/45;脊线梁截面刚度在屋盖的整体刚度中贡献较小,建议脊线的截面高度按构造确定;主拱刚度对屋盖整体刚度贡献较大,建议主拱截面高度取屋盖跨度的1/51~1/40;边梁刚度在整体结构中贡献不大,可取边梁跨度的1/20~1/15为边梁的截面高度;屋面板作为结构刚度储备在满足使用标准的情况下不应取值过大。

混凝土折板式拱网壳动力特性的参数化分析

折板式拱网壳是由V形折板拱壳网格化而得的新型混凝土空间网格结构,本文采用有限元方法分析纵向两端开敞结构的动力特性,并了解结构整体刚度的主要影响因素。结果表明:屋盖的低阶振型以竖向振动为主,刚度薄弱位置出现在开敞处,因此横向矢高对结构整体刚度的影响较小,而V形密肋折板拱自身的矢高对结构整体刚度的影响较大;横向脊(谷)线拱作为屋盖的主要传力结构,增强其刚度可以明显提高结构的整体刚度;纵向脊线是结构的振动节线,其刚度变化对结构整体刚度影响不大;空腹桁架上弦作为V形密肋折板拱的拱脚边缘支承结构,提高其刚度几乎不改变屋盖结构的整体刚度;提高密肋梁的刚度会同时增大结构质量,因此密肋梁的刚度改变几乎不影响结构基频;由于有限元模型中屋面板中面与梁中面重合,板厚改变不影响结构的基频,屋面板可作为结构的刚度储备。

折板截面特征对结构刚度的影响

折板是机械产品常用的一种结构形式,其目的是为了加强板结构的刚度特性,以降低结构面的振动响应及抑制结构的辐射噪声。然而,对于折板的截面形状对板结构刚度特征的影响规律,却缺乏深入地研究。利用有限元方法,分析研究了平板、加肋板、矩形折板、梯形折板、三角形折板、正弦波形折板6种常见板结构的刚度特征,并通过模态试验进行了对比验证。研究表明:相对于平板,其他5种截面形状的板结构刚度均有提高,相同材质、相同总体结构参数、相同板厚条件下,梯形截面对折板结构刚度的影响最为显著,梯形折板具有最大的动态刚度,矩形折板与梯形折板具有类似的振动特性,三角形折板与正弦波形折板具有类似的振动特性。相关研究结果,对广泛采用板式结构形式的机械产品的结构设计具有一定的参考价值。

直接分析法在某空间折板结构中的应用

介绍了直接分析法在某空间结构中的应用,工程为空间折板结构,考虑建筑功能的需要,钢柱沿建筑外围布置并与基础铰接,为了增加结构抗扭刚度和满足层间位移角的要求,在柱间设置支撑。此工程中的支撑难以按照规范方法判断其支撑的强弱程度,在设计中采用了直接分析的方法。由分析可知,空间折板结构的屋盖整体性非常强,通过在柱边设置侧向支撑,结构抗侧刚度非常大。同时,屋面露台位置平面桁架HJ1的上弦承受较大的压力,采用考虑初始缺陷的特征值屈曲分析,反算其面外计算长度系数仅为0.135。

折板式竖井折板间隔对水流水力特性影响分析

为研究折板间隔对折板式竖井内水流的水力特性影响,采用Realizable k-ε模型结合VOF模型对不同折板间隔的竖井进行数值计算。结果表明:折板间隔是竖井较为关键的影响因素;随着折板间隔的增大,折板上水流流态会从往复跌水流逐渐过渡为S型贴壁流,折板或壁面受到的冲击以及冲刷作用也会逐渐增大;无论折板上水流流态为往复跌水流,还是S型贴壁流,竖井消能率基本都在90%以上,受折板间隔影响较小。

40m单层网格折板结构的动力特性分析

针对单层网格折板结构的动力特性问题,基于通用有限元分析软件,采用子空间迭代法得出该结构自振频率,并分析了各阶振型的特点,分析结果表明:结构二十阶频率具有明显的阶跃性,低阶振型主要表现为围护结构水平方向的振动,并根据各因素对振型和频率的影响程度不同,得出了矢高、边脊线高度、环杆高度、外加质量分别对结构基频的影响大小。

浙江音乐学院体育馆空间折板桁架结构设计

浙江音乐学院体育馆下部采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,上部钢结构按建筑功能和校区整体风格采用空间折板桁架结构。该结构屋面和两侧墙面均为空间折板桁架,两侧墙面的桁架内侧竖杆有效地埋入下部混凝土墙柱中,呈沿东西方向的"手风琴"造型。为了保证分析结果的准确性,采用上下部结构整体模型,对空间折板桁架进行了静力、动力、特征值屈曲及非线性屈曲分析,并研究了墙面空间折板桁架与屋面空间折板桁架的协调工作性能。结果表明,空间折板桁架结构的工作性能虽不是很优越,但考虑到屋面空间折板桁架与墙面空间折板桁架的协同工作,此类结构具有较高的稳定性。