大型冷却塔结构不同建模方式对比研究

摘要

双曲线型自然通风式冷却塔是核电厂与火力发电厂中的重要建筑物，承担着环保、节水、节能的功能，随着我国用电量的日益剧增，冷却塔的尺寸越来越大，设计难度越来越高。在用壳单元模拟塔筒、梁单元模拟支柱时，SAP2000、ANSYS和LBS计算得到的结果均存在差异，电力行业设计院由于对此没有确切的认识，设计中总是乘以较大的放大系数。
　　为了探究冷却塔受力特点以及不同建模方式受力差异，本文进行了以下内容的研究:
　　1、使用通用有限元分析软件ANSYS，采用壳单元模拟塔筒、梁单元模拟支柱建立一个模型，采用实体单元模拟塔筒和支柱建立第二个模型。探究不同网格划分对实体单元内力结果的影响，以确定合理的实体单元网格密度。确定实体单元截面合理的内力提取方法。
　　2、开展不同荷载（自重作用、温度荷载、风荷载）作用下两种冷却塔模型的受力分析，描绘不同荷载作用下冷却塔在子午向与环向的受力特点，并比较两种冷却塔模型在各荷载作用下不同部位的内力差异。
　　3、探究冷却塔配筋难点为冷却塔配筋，并比较配筋量差异。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 冷却塔简介

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 三维有限元理论

2．1 有限元法介绍

2．2 有限元的基本理论

2．3 ANSYS实体单元与壳单元介绍

第三章 旋转壳内力分析理论

3．1 旋转壳力学分析

3．1．1 基本假设

3．1．1 旋转壳正交曲线坐标

3．1．3 旋转壳变形

3．1．4 旋转壳内力

3．1．5 内力与变形之间关系

3．2 旋转壳平衡方程

3．2．1 有矩理论

3．2．2 无矩理论

第四章 双曲线冷却塔对比分析

4．1 工程概况

4．2 不同单元有限元建模

4．2．1 实体单元冷却塔合理网格密度探究

4．3 内力提取位置及实体单元内力提取方法

4．4 冷却塔一般荷载的确定

4．4．1 自重

4．4．2 风荷载

4．4．3 温度作用

4．5 双曲线冷却塔的力学性能分析

4．5．1 自重作用下冷却塔受力分析

4．5．2 自重作用下两种单元冷却塔内力对比

4．5．3 风荷载作用下冷却塔受力分析

4．5．4 风荷载作用下两种单元冷却塔内力对比

4．5．5 升温20度作用下冷却塔受力分析

4．5．6 升温20度作用下两种单元冷却塔内力对比

4．5．7 降温20度作用下冷却塔受力分析

4．6 模态分析

4．6．1 模态解的原理

4．6．2 冷却塔动力特性结果及频率对比

第五章 冷却塔塔筒配筋及对比

5．1 塔筒钢筋布置设计难点

5．2 配筋原理及过程介绍

5．3 冷却塔配筋量对比

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果