研究目标是什么?
随着我国生产力的不断提高和国民经济的不断发展,工业企业逐步向大型化发展,大型气柜被大量建造。但我国对大型气柜的研究还不够深入,特别是其抗震性能的研究以及优化设计更为不足,没有可参阅的教材或专著,有关方面的文献也很少。因此,对于气柜抗震性能的研究以及优化设计均有待深入展开。目前气柜加劲肋壳体结构急待解
决的关键问题有:气柜结构自振特性研究及基本周期计算方法;基于有限元的气柜结构抗震性能研究;气柜结构的优化设计方法等。本课题拟研究的具体内容如下:
(1)基于有限元的气柜加劲肋壳体结构模态分析
运用有限元分析软件ANSYS,采用APDL参数化语言编写合理的命令流,对气柜结构进行基于子空间迭代法的模态分析。提取前6阶自振频率,分析自振频率的变化规律以及基频对结构刚度的影响。最后,通过合理的推导以及Matlab的拟合,给出了基本周期的计算公式。
(2)基于振型分解反应谱法对气柜加劲肋壳体结构进行地震计算先依照建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)要求,运用振型分解反应谱法对气柜结构进行抗震计算;然后建立有限元模型,应用 ANSYS 软件中的振型分解反应谱法模块对气柜结构进行抗震计算;通过两种计算结果的对比,验证有限元模型的合理性和ANSYS 软件计算的准确性。
(3)基于有限元的气柜加劲肋壳体结构抗震性能研究 先依照建筑抗震设计规范要求,选出合理的地震波;再进行 APDL 参数化编程,应用有限元软件 ANSYS,对不同加载模式下各种气柜结构进行弹塑性分析,研究其抗震性能,推导气柜结构弹塑性顶点位移的简化公式。
(4)气柜加劲肋壳体结构的优化分析 利用 Matlab 的优化模块,基于弹塑性顶点位移的合理限制,对气柜结构进行优化分析。提出合理可靠的结构优化方案和改进措施,从而实现对结构抗震性能的提升。