大型袋式除尘器中箱体结构稳定性分析

分析时设计载荷为组合工况：1.2×恒+1.4×活1+0.98×(活2+活3)=2.06×105Pa，采用子空间迭代法，提取的特征值数值为6，最后进行扩展解处理，中箱体结构在该载荷作用下的前六阶特征值(见表2)和屈曲模态(只列出了一阶、六阶屈曲模态图(图2、图3)，其他略)。

中箱体一阶屈曲模态图显示外侧板最先出现屈曲变形，变形位于外侧板中部，说明该部位最为薄弱;内侧板从第六阶开始出现屈曲变形，变形位于内侧板中上部，端板在前6阶屈曲模态中没有发生屈曲变形。线性特征值屈曲分析计算得到的一阶失稳临界载荷P1=5.01×105Pa;六阶失稳临界载荷P2=5.96×105Pa。其中一阶失稳模态对应的失稳临界载荷为中箱体结构的理论临界屈曲载荷。

3 中箱体非线性特征值屈曲分析

非线性特征值屈曲分析通过采用逐渐增加载荷的非线性静力分析技术求出使结构开始变得不稳定时的临界屈曲载荷。非线性特征值屈曲分析可以综合考虑结构的强度和稳定性问题，通过载荷—位移曲线可以把结构的强度和稳定性以至于刚度的整个变化历程清楚的表示出来。分析过程中考虑材料和几何非线性因素以及结构的初始缺陷对结构承载性能的影响，得出其真实的极限承载载荷。

分析时施加在中箱体结构上的载荷为k×[1.2×恒+1.4×活1+0.98×(活2+活3)]，k值只需大于线性特征值屈曲分析时的一阶特征值2.4282即可，本次计算k取2.6，结构初始缺陷取中箱体线性屈曲分析一阶屈曲模态的1/300，其他载荷与约束条件和线性分析时相同。计算得到的外侧板位移(X方向)最大节点5086和内侧板位移(X方向)最大节点76827的载荷—位移曲线如图4、图5所示。

计算结果表明：中箱体结构在负压、积灰载荷、结构自重、风载以及其他载荷逐渐增加过程中外侧板中部最先发生屈曲变形，变形位置与线性特征值屈曲分析时相同。最先发生屈曲变形节点(编号为5086)的载荷——位移曲线出现明显的转折点，表现为极值临界载荷点，其值为4.2×105Pa;内侧板位移最大节点(编号为76827)的载荷——位移曲线没有出现明显的转折点，表明内侧板在该载荷作用下不发生屈曲变形。

4 结论

(1)线性特征值屈曲分析结果显示外侧板中部最先发生屈曲变形;内侧板从第六阶开始在中上部出现屈曲变形，屈曲临界载荷分别为5.01×105Pa和5.96×105Pa。因此中箱体结构失稳临界载荷P1=5.01×105Pa，与设计载荷之比为2.43，中箱体结构稳定安全系数较大。

(2)非线性特征值屈曲分析结果显示外侧板最先发生屈曲变形的位置与线性特征值屈曲分析时相同，内侧板在该载荷作用下不发生屈曲变形。中箱体结构失稳临界载荷为4.2×105Pa，与设计载荷之比为2.04，中箱体结构稳定安全系数较大。

(3)非线性特征值屈曲分析得到的失稳临界载荷与线性特征值屈曲分析得到失稳临界载荷相比，下降了16.2%，结果表明非线性分析法计算结果更加准确，实际工程设计中采用非线性特征值屈曲分析方法计算结构的失稳临界载是非常有必要的。

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