随着威金斯气柜容量的加大,气压的最大设计值也有一定程度的提高。给出的四个不同容量的气柜的几何参数,气柜A的设计最大气压为 5kPa,气柜B为 6kPa,气柜C为 8kPa,气柜D为10kPa。活塞运行到最大允许高度位置时,柜体内部气压作用范围最大,计算时气压的施加范围选取活塞最大运行高度以下的柜体部分。
由于气柜气压是均匀作用在柜体侧板上的,同一干式气柜柜体的各个立柱以及立柱之间的侧板的应力和变形分布相同,各道抗风回廊之间的立柱以及侧板的应力和变形规律也基本接近。立柱、环向肋、抗风回廊作为柜体的加劲构件,影响着侧板变形和内力的分布。给出了气柜D在气压作用下的径向位移和等效应力云图,其余三个气柜的变形和应力分布规律与气柜 D 相似。
观察四个柜体侧板、立柱、环向肋的最大径向位移和等效应力图可以发现:
(1)四个气柜侧板的最大径向位移和最大等效应力均出现在柜体底部,这是由于侧板底部承受了柜体上部传来的荷载,并且在底部仅与柜体底板焊接,约束较弱,因此产生了较大的变形和应力。柜体其余受气压作用的部位侧板的变形和应力则比较均匀。
(2)立柱的最大径向位移发生在两道抗风回廊间的中间位置,该处受抗风回廊的约束作用最小,故位移较大。立柱的最大等效应力都发生在柱端位置,作用在侧板上的气压一部分会传向立柱,然后通过立柱传递至基础,柱端的受力必然较大。
(3)环向肋的最大径向位移和等效应力的出现位置不规律,气柜A和B都出现在第一道抗风回廊附近的环向肋上,干式气柜C出现在第二道抗风回廊附近的环向肋上,气柜D则出现在柜体底部的第一道环向肋上面。虽然不同柜体的径向位移和等效应力最大值出现的位置比较一致,但是数值大小差别较大。气压作用下不同柜体的侧板、立柱、环向肋的径向位移和等效应力的最大值见。本文中所有的等效应力以受拉为正,受压为负;径向位移以沿着柜体向外为正,向里为负。