[發明專利]一種確定除塵器箱體立柱軸壓穩定承載力的方法

有效

• 申請號: 201811048730.3
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109241629B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王登峰;楊詩晴;徐雯凌;邢凱麗
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F30/10
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種確定除塵器箱體立柱軸壓穩定承載力的方法，屬于除塵器結構技術領域。所適用的除塵器箱體結構特征為：墻板為加勁鋼板，箱體立柱為軋制H型鋼，立柱有垂直于墻板方向的橫向支撐提供約束。經過大量有限元數值計算，充分考慮結構初始幾何缺陷和焊接缺陷的影響，以及墻板發揮的受力蒙皮作用，歸納制定了以多項結構幾何參數表征的除塵器箱體軸心受壓柱的穩定系數表達式，在此基礎上提出穩定承載力計算方法。本發明的方法適用范圍廣，使用方便，可靠性較高，可供除塵器設計、生產單位參考。

技術領域

本發明涉及一種確定除塵器箱體立柱軸壓穩定承載力的方法，屬于除塵器結構技術領域。

背景技術

除塵器是廣泛應用于電力、冶金、化工、建材等行業中用以消除煙塵的重要環保裝備。煙塵顆粒的捕捉收集均在除塵器箱體內部完成，因此箱體是除塵器支撐設備中最重要的工藝部件，其圍護結構一般采用墻板-立柱結構體系，結構形式和荷載情況都較為復雜。箱體頂部設有支承梁，用于懸掛陰極線、陽極板以及附著的積灰，這些工藝設備和積灰自重形成的豎向荷載由箱體頂梁傳遞到立柱，使得立柱承受軸向壓力。箱體骨架立柱為H型鋼柱，受墻板支撐，墻板既能為立柱分擔荷載，又能為其提供側向支撐，發揮受力蒙皮效應。箱體墻板為加勁鋼板，為保證密閉性，墻板與H型鋼立柱一側翼緣連續焊接連接，組成共同工作的結構整體。這種墻板-立柱結構體系需要考慮墻板為立柱分擔荷載和提供約束的受力蒙皮作用，因此關于其在軸向壓力作用下穩定承載力沒有可靠的定量的確定方法。

鑒于以往研發成果未涉及到在準確考慮墻板受力蒙皮作用的前提下確定除塵器箱體立柱的軸壓穩定承載力的方法，本發明研究了不同初始缺陷對箱體立柱軸壓穩定性的影響，確定了不同加勁墻板結構參數與立柱截面結構參數對箱體立柱在軸向壓力作用下穩定性的影響規律后，提出了除塵器箱體軸心受壓柱穩定承載力的確定方法，為此類除塵裝備的箱體結構設計提供技術依據。

發明內容

[技術問題]

本發明的目的在于針對目前除塵器箱體圍護體系中立柱軸壓穩定承載力設計方法的空缺，提出一種準確評估除塵器箱體軸心受壓柱穩定承載力的方法，在考慮墻板-立柱結構體系的初始幾何缺陷以及墻板與立柱焊接過程中產生的殘余應力、殘余變形影響的情況下，對各參數的影響規律進行定量研究，得出以多項結構幾何參數表征的除塵器箱體軸心受壓柱的穩定承載力計算方法。

[技術方案]

本發明提供的確定除塵器箱體立柱軸壓穩定承載力的方法，以除塵器箱體立柱軸壓穩定系數為基礎，得到箱體立柱的軸壓穩定承載力N_r，具體公式為：

式(1)中，為除塵器箱體立柱軸壓穩定系數，A_H為單肢H型鋼立柱的截面積，單位為mm²，f為鋼材強度設計值，單位為N/mm²，0.95的系數為達到穩定極限承載力時失穩變形和立柱截面塑性發展的安全系數。

在一種實施方式中，得到除塵器箱體立柱軸壓穩定系數的方法包括如下步驟：

步驟一：確定H型鋼立柱的扭轉長細比λ_z，H型鋼立柱的腹板高度h₀，H型鋼立柱的腹板厚度t_w，H型鋼立柱的翼緣寬度B，H型鋼立柱的翼緣厚度t_f，墻板壁厚t_wall，上述測得的數值均以mm為單位；

步驟二：根據如下公式得到除塵器箱體立柱軸壓穩定系數

在一種實施方式中，經過計算分析證實，墻板與立柱間焊接殘余應力對立柱軸壓穩定性沒有不利影響，在計算中不需要考慮并體現殘余應力與殘余變形的影響。