Experiment and simulation research of storage for small grain steel silo

Knowing the temperature distribution in silo is a convenient and efficient way to control the process of grain storage.A three-dimensional(3-D)numerical model was used to study the temperature variation in small grain steel silo under quasi-steady state.In this study,experiments were conducted and porous media model was adopted.Results of numerical simulation and experiment were compared and the results indicated that grain temperature was influenced by temperature of the wall,grain stacking height,and the distance between grain and wall.The higher the wall temperature,the more the temperature increases.If the wall temperature is low,the effect of wall temperature on temperature distribution is significant.The temperature at the top part of grain varied obviously with the changes of temperature in air layer.Overall,numerical simulation results coincided with experimental results and the model established in this study is valuable for predicting grain temperature in steel silo.

初始几何缺陷对含粮食钢筒仓的屈曲影响

大型钢筒仓作为典型的薄壁结构,被广泛应用于工农业中储存大量颗粒状固体物料。为了明确钢筒仓在卸料作用下对其稳定性的影响,基于欧洲钢筒仓设计规范,利用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,将完善钢筒仓一阶特征值屈曲模态作为初始几何缺陷,研究其在卸料作用下的变形特征、屈曲模态和径向位移。结果表明:钢筒仓在卸料过程中受复杂侧压力和摩擦力的作用会引起仓壁失稳破坏;初始几何缺陷的存在进一步降低了钢筒仓的抗屈曲能力。本文研究结果可为钢筒仓储料发展提供一定的工程实用价值。

环境与荷载作用下大型钢筒仓力学性能研究进展

钢筒仓是工业、农业等领域不可缺少的储存装置。随着规模的不断扩大,大型钢筒仓的安全性、适用性、耐久性成为人们关注的重点,多位学者对钢筒仓展开了研究。文中综合分析了国内外对钢筒仓的研究现状,在储料作用方面,研究了储料静态侧压力,将规范结果同有限元计算结果进行对比,对储料的接触状态、温度、摩擦角、摩擦系数、本构模型选用,以及偏心卸料过程中的侧压力分布形式进行探讨;在太阳辐射及温度作用方面,对均匀温度作用下钢筒仓仓壁的应力应变及稳定性进行了评估,对太阳辐射作用下形成的不均匀温度场引入余弦分布的概念进行了模拟并深入探究;在地震作用方面,主要进行了有限元分析,输入不同地震波,并与规范计算结果相互比对,基于地震作用下储料作用对仓壁侧压力的影响进行研究。

不同耦连比的联肢钢板仓组合剪力墙抗震性能有限元分析

耦连比是影响联肢剪力墙结构抗震性能的重要参数。为研究联肢体系下新型钢板仓组合剪力墙的抗震性能和破坏特征,并确定该种结构较为适宜的设计耦连比取值范围,借助ABAQUS软件建立了10个不同耦连比的联肢钢板仓组合剪力墙有限元分析模型,并进行了单调推覆和循环往复加载。结果表明,不同耦连比下,联肢钢板仓组合剪力墙的抗震性能以及破坏特征存在明显差异。耦连比过小,钢连梁将首先破坏并造成联肢体系失效;耦连比过大,组合墙肢将在钢连梁耗能不充分的情况下提前破坏。因此,建议将塑性耦连比的取值范围控制在45%~50%之间,并将其与弹性耦连比的比值限制在90%以下,以确保钢连梁先于组合墙肢屈服,从而提高结构的抗震性能。

大型多出料口钢筒仓有限元分析及结构优化设计

大型多出料口钢筒仓采用圆转方下料的结构设计优化对其结构的影响较大。文中在大型多出料口钢筒仓传统设计方案的基础上,首先,采用Midas gen有限元软件建立两种工况下的模型,然后对圆转方下料的结构设计进行分析计算,根据分析结果,结合实际工程中,在圆转方位置开设检修孔及掏灰孔,最后,提出合理的钢筒仓开洞补强构造措施,研究成果可为类似工程中钢筒仓结构设计提供一定的参考。

浅圆仓超高仓顶结构支模体系施工技术

杭州市仁和粮食储备库建设工程浅圆仓仓壁采用滑模施工,仓顶结构部分属于大跨度超高支模。通过设计复核计算,采用贝雷梁钢桁架平台支撑体系和滑模整体拖带锥壳伞状钢网架平台支撑体系作为上部仓顶结构支模架支撑操作平台,大大降低了施工高度及施工难度,保证了施工安全,提高了施工效率,取得良好的经济和社会效益。

装配式粮食钢板仓仓壁加劲肋受挠曲二阶效应的影响

本文综合考虑挠曲二阶效应的影响,对工程实例中装配式粮食钢板仓仓壁加劲肋强度进行计算,并将计算结果与规范公式的计算结果进行比较和分析。同时,分析了初始缺陷和仓壁变形对钢板仓加劲肋受到的挠曲二阶效应的影响程度,为装配式粮食钢板仓的安全设计和实际应用提供部分理论支撑和技术指导。

跨栈桥煤仓的基础设计及施工

为保证新建跨栈桥籽煤仓施工过程的安全,同时保证施工过程中选煤厂现有系统的正常生产,通过将新建籽煤仓范围内现有产品栈桥的部分土建结构拆除,并利用新建钢桁架将现有产品带式输送机托起,从而完成了跨栈桥煤仓的基础设计与施工。结果表明:该设计方法可在选煤厂不停产的情况下完成新建跨栈桥煤仓基础的安全施工,有效缩短了施工工期,使选煤厂如期达产,减少了企业的停产损失,同时也降低了建筑工程投资,增加了企业的经济效益;此外提出了部分无埋深筒仓的基础设计方法,可为选煤厂厂房或筒仓的设计提供一定借鉴。

新型装配式波纹钢板隔墙在拌和站料仓中的应用

拌和站料仓隔墙作为分隔不同种类物料存放的隔离设施,大多采用现浇混凝土形式,存在拆除难度大、成本高等缺陷。文章以珠肇高铁高肇段3标项目2号拌和站建设为背景,创新性地采用新型装配式波纹钢板作为料仓隔墙结构,该结构可周转次数高、装配式安装效率高、成本较低、结构稳定性好,不产生废料处理,可满足传统隔墙的使用需求,兼顾安全技术指标,同时节能减排、循环利用等方面有显著提升,具有广阔的应用和推广前景。

大型钢筒仓的结构行为与设计

筒仓结构广泛应用于农业、矿业、化工、电力等诸多领域中的散料储存。混凝土筒仓在国内已有许多应用 ,但钢筒仓的应用还很有限。过去二十年里国际上对钢筒仓结构的性能及强度进行了大量的研究 ,香港理工大学在近几年也进行了许多研究。本文总结了大型圆形钢筒仓结构行为及设计方面的近期研究进展。首先对钢筒仓的结构形式及散料荷载进行简单讨论 ,并介绍钢筒仓的主要破坏形式及相应的研究 ,给出了可供钢筒仓结构设计直接应用的部分主要设计公式。还介绍了钢筒仓结构设计中的计算机分析方法 ,最后指出钢筒仓结构尚需进一步研究的课题。

钢筒仓散料静态压力的三维有限元模拟

为考察所储存散料对钢筒仓仓壁的静态压力,建立考虑散料与仓壁相互作用的钢筒仓静态散料压力三维有限元分析模型.散料假定为各向同性,塑性阶段采用Drucker-Prager塑性模型,散料与仓壁之间的接触效应采用刚柔接触模型和面面接触方法进行模拟.利用所建立的有限元模型对平底钢筒仓(浅仓和深仓)及锥底钢筒仓的散料压力进行数值模拟,并将数值结果与欧洲钢筒仓规范、我国粮食钢板筒仓设计规范进行对比分析.文中还对平底钢筒仓散料的泊松比、内摩擦角、膨胀角和摩擦系数进行参数分析,结果表明泊松比和内摩擦角的影响较大.

仓壁柱承钢筒仓结构行为的研究

仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓一种简单、经济的支承方式。采用数值分析方法,包括线性应力分析、线性特征值屈曲分析及几何非线性分析,对这类仓壁柱承钢筒仓的结构行为、特别对其稳定性能进行了系统研究。分析了仓筒径厚比、支柱伸入仓筒的高度、支柱宽度等几何参数对结构性能的影响。研究表明,支柱伸入高度是影响仓壁柱承筒仓屈曲强度的主要因素,屈曲模态也与之密切相关。为提高仓壁柱承筒仓的承载能力,支柱应尽可能地延伸至仓筒的顶部,这种支柱伸至仓顶檐梁的构造可用于大中型筒仓结构。

初始几何缺陷对仓壁柱承钢筒仓稳定性能的影响

仓筒壁直接支承于支柱是小型钢筒仓的一种简单、经济的支承方式。薄壳结构通常对初始几何缺陷十分敏感。引入周向轴对称焊缝凹陷和特征值屈曲模态两种缺陷形式,通过几何非线性分析,研究初始缺陷对轴压下仓壁柱承筒仓稳定性能的影响。研究表明,周向焊缝凹陷会显著降低结构的屈曲荷载,且与焊缝位置密切相关,而特征值模态缺陷只有在支柱接近仓顶时才会显著影响其屈曲强度。

落地式钢筒仓卸料的模型试验研究

进行了落地式钢筒仓模型的卸料试验,通过改变卸料口的直径和位置研究了8种不同卸料状况下仓壁应变随时间的变化情况.采用全站仪较精确地测定了钢筒仓模型的几何形状,确定了钢筒仓模型的初始缺陷,证明了初始缺陷对钢筒仓模型应变具有较大的影响.通过对各种卸料状况下仓壁应变随时间变化的比较分析表明,卸料口的大小以及卸料口的偏心位置对于不同位置处仓壁的应变具有不同的影响,在0.8倍筒仓直径至1.6倍筒仓直径的高度范围内仓壁应变随时间变化比较剧烈,在偏心卸料时靠近卸料口位置的仓壁应变变化比较剧烈,仓壁动态应变的最大变化量约为静态应变的3～4倍.试验研究表明在实际工程中应充分考虑偏心卸料对仓壁受力性能带来的巨大影响.

温度作用对钢筒仓结构影响的有限元分析

利用大型有限元分析软件ANSYS建立了一个高22.2 m、直径15 m的钢筒仓三维空间模型。在日照作用下,筒仓表面温度由20℃升到50℃时,对此模型进行了瞬态热分析,求解出了温度场分布,并将其作为热荷载施加于结构中进行有限元计算,得出筒壁的温度应力分布规律。分析结果显示,筒仓薄壳由于温度变化而产生的变形在受到外来阻力约束时,会导致温度应力产生,工程设计中应充分考虑此变形对结构的影响。

风荷载作用下柱支承钢筒仓的受力性能

利用数值方法研究在风荷载作用下柱支承钢筒仓中圆柱壳的结构行为.首先总结作用于圆柱壳的周向风压分布,然后通过线性应力分析及几何非线性分析研究柱支承圆柱壳的受力性能特别是其稳定性,着重分析支承宽度的影响,最后探讨柱承圆柱壳的初始缺陷敏感性.

钢筒仓转折环梁的稳定设计准则

钢筒仓结构广泛应用于矿业、冶金、化工、电力、农业等诸多领域中的散料储存。圆形钢筒仓通常由仓筒、锥形漏斗及支承裙筒组成。在仓筒与漏斗的连接处通常设有一道环梁 ,以承受由漏斗壁上拉力的水平分力所产生的周向压力。常见的环梁形式包括环板形环梁、T形环梁以及角钢形环梁。环梁在周向压力作用下的破坏模式包括塑性破坏、弹性屈曲以及塑性屈曲。近年来对于均匀支承环梁的屈曲及破坏强度已有了系统的研究 ,本文将总结这些研究成果并给出一整套设计公式 ,供结构工程师在设计中应用。

太阳辐射作用下钢筒仓结构温度场分析研究

研究了大直径落地式平底钢筒仓在太阳辐射下仓壁的温度场.太阳辐射计算理论基于ASHRAE辐射模型和瞬态热传导有限元理论.通过ANSYS-APDL语言编写程序,以某实际工程钢筒仓为算例,计算出太阳辐射下仓壁的温度场分布.最后进行参数分析,研究了不同壁厚、太阳辐射吸收系数及季节对仓壁温度场分布的影响规律.

基于ANSYS的矩形钢筒仓有限元分析

矩形钢筒仓在工业建筑中应用广泛,现行简化计算方法参数繁多且公式冗长,而且由于这种结构属于空间薄壳结构,受力状态复杂,简化计算方法不能完全反映出该类结构受力特点。利用有限元计算软件ANSYS对该类结构进行分析,对矩形筒仓实现结构参数化,并将计算结果与简化计算方法相比较,总结得出结构设计要点,用于指导工程设计。

酒厂稻壳储存用钢板仓出料形式及仓底结构设计

针对酒厂机械化生产中对稻壳清理、输送和储存的需要,提出了采用钢板仓储存稻壳的方法。研究设计的多锥斗多出口放料的仓底结构形式,辅以适当的人工破拱等手段,较好地解决了钢板仓实际使用过程中的结拱问题。对仓底锥斗的结构形式进行了探讨,将周边锥斗外侧侧面设计成下直上曲的结构形式,不仅可完全避免填坡,还可增加仓容。