活塞是由活塞底板和活塞围栏两部分组成的空间受力体系。活塞底板由活塞底板壳体,活塞径向梁和环向梁组成,活塞围栏由活塞支架,支架之间支撑及侧面钢板组成。由于活塞和柜体结构之间采用柔膜连接,结构相对独立,可单独进行计算。
在活塞设计计算的过程中,需要考虑活塞在三种运行状态下的受力情况:施工阶段,使用阶段和停产检修阶段。在这三个阶段中,仅在使用阶段活塞受力最为复杂,并且一旦倾斜过大可能导致气柜的非正常运行。本文仅分析使用状态下活塞的变形和应力。
1. 活塞计算概述
活塞半径为
2. 有限元模型的建立
按照第二章 2.2 所述建模方法,建立活塞的有限元模型。采用 beam188 单元模拟活塞的各种构件。整个有限元模型沿环向和径向网格划分的份数设为可变的参数,以便于根据工程精度的要求进行网格的调整;按照工程中实际情况,当活塞完全升起后,活塞架的上端顶在升起后的 T 围栏的下面,活塞的侧面也紧贴 T围栏的侧面。由于 T 围栏的刚度很大且与气柜的外壳相对独立,在通常的受力状态下可以认为 T 围栏不发生变形。活塞上端不能发生沿x、 y 、z 向轴向位移,但是能发生沿x、 y 、 z 方向的转动位移,所以把边界条件简化为铰支座。活塞侧面不能发生沿x、y 、z 方向的轴向位移,但是能发生沿x、y 、z 方向的转动位移,所以也把边界条件简化为铰支座。