Совершенствование конструкции, уточнение расчета и оптимальные параметры стального круглого бункера

• Автор: Ягофаров, Анвар Хабидович
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 146 с. : ил. + Прил. (134 с.: ил.)

СОДЕРЖАНИЕ
Том 1 стр.
Введение

Глава 1. Обзор конструктивных решений и способов расчета бункеров

1.1. Конструктивные решения.

1.2. Существующая методика расчета

1.3. Некоторые недостатки из опыта проектирования и строительства

1.4. Предлагаемая конструкция бункера

1.5. Цели и задачи работы

Глава 2. Геометрические параметры и анализ напряженнодеформированного состояния бункера

2.1. Геометрические параметры бункера. Общий случай

2.2. Геометрические параметры бункера с воронкой в виде прямого
конуса.
2.3. Нагрузки, действующие на бункер.
2.3.1. Активные нагрузки
2.3.2. Пассивные нагрузки.
2.4. Усилия в элементах бункера от действия активных нагрузок
2.4.1. Определение усилий в стенках бункера с прямой воронкой
2.4.2. Определение усилий в стенках бункера с наклонной воронкой.
2.4.3. Краевой эффект.
2.5. Выводы
Глава 3. Предложения по совершенствованию конструкции и уточнению
расчета
3.1. Расчет стенок бункера на действие активных нагрузок.
3.1.1. Расчет стенок цилиндрической части.
3.1.2. Расчет стенок конической части при опирании в верхней зоне.
3.1.3. Расчет стенок конической части при опирании в средней зоне.
3.1.4. Расчет стенок с учетом краевого эффекта
3.2. Расчет стенок воронки на действие пассивных нагрузок опорных реакций бункера
3.2.1. Расчет стенок при опирании бункера верхней зоной конической части. Учет пространственной работы воронки
3.2.2. Расчет стенок при опирании бункера средней зоной конической части. Учет пространственной работы воронки
3.2.3. Расчет стенок при опирании бункера цилиндрической частью.
Учет пространственной работы бункера.
3.3. Расчет опорных конструкций бункера.
3.3.1. С учетом отпора сыпучего материала
3.3.2. Без учета отпора сыпучего материала.
3.4. Учет сыпучего материала заполнения как несущего элемента
бункера
3.4.1. Понятие сыпучего тела.
3.4.2. Учет грунтового основания в программном комплексе
Лира ипсоиз
3.4.3. Соотношения между значениями жесткости оболочки и коэффициентом постели сыпучего материала.
3.5. Выводы.
Глава 4. Экспериментальная проверка предпосылок.
4.1. Испытание установки круглого бункера.
4.1.1. Цель испытания
4.1.2. Установка для испытания.
4.1.3. Сыпучий материал заполнения.
4.1.4. Материал стенок конуса и цилиндра.
4.2. Методика испытаний
4.3. Результаты испытаний
4.4. Выводы
Глава 5. Техникоэкономический анализ.
5.1. Параметры бункера с конструктивной и расчетной стенками.
5.2. Сравнительный анализ.
5.3. Выводы
Общие выводы.
Список литературы


То обстоятельство, что нагрузка от веса сыпучего материала передается на цилиндрическую часть, приводит к тому, что коническая воронка не может быть использована как отдельная емкость. Поэтому цилиндрическая часть создается нередко искусственно для выполнения функции бункерной балки. Традиционно круглый бункер опирают на цилиндрическую часть (рис. В предлагаемой конструкции несущие функции передаются конической воронке, воспринимающей опорные реакции (рис. Как следствие, отпадает надобность в горизонтальном кольце жесткости. Неподвижность опор в горизонтальном направлении обеспечивается вертикальными связями по колоннам. Такое конструктивное решение позволяет использовать коническую воронку как отдельную емкость без цилиндрической части. Также это способствует улучшению объединения круглых бункеров в многоячейковые системы путем замены цилиндрической части призматической. Методика расчета основана на использовании конструкции воронки как основного несущего элемента бункера с учетом ее пространственной работы. Опоры бункера принимаются упругоподатливыми, что позволяет обоснованно определять величину опорной реакции (К) с учетом упругой податливости каждой из опор. Местное воздействие сосредоточенной силы - опорной реакции бункера гга коническую оболочку - компенсируется местным утолщением стенки воронки. Использование конической воронки в качестве несущего элемента бункера в вертикальном направлении обеспечивает экономию стали по сравнению с существующей методикой, т. Рис. Данной методикой расчета в том числе предлагается учесть сыпучий материал заполнения как упругий несущий элемент бункера, способный воспринять часть горизонтальной составляющей опорной реакции и тем самым уменьшить напряжения в опорных конструкциях. На рис. Усовершенствованные конструкция бункера и методика расчета позволяют избежать основных недостатков существующей конструкции, описанных в предыдущем пункте. Целью работы является совершенствование конструкции и уточнение расчета стального круглого бункера, в том числе с учетом сыпучего материала заполнения как несущего элемента бункера. Лира-\йпс1оУ8". Рис. Рис. Р - вес бункера с сыпучим материалом; с - усилие на стыке конической и цилиндрической частей; V и Т - опорные реакции; р2с- скатная составляющая нагрузки от сыпучего материала. ГЛАВА 2. Геометрические параметры бункера. Бункер представлен цилиндрической частью и конической воронкой. В условиях, когда воронка является несущим элементом бункера цилиндрическая часть может быть заменена призматической. Последнее решение может оказаться полезным при образовании многоячейковых систем, когда обеспечивается наиболее полное использование объема здания. Коническая воронка чаще всего представляет собой круговой прямой усеченный конус. Бункер с такой воронкой имеет простейшую геометрию. На практике иногда возникает необходимость применения воронки из наклонного конуса при горизонтальных основаниях. Эту поверхность называют "наклонным усеченным конусом" (рис. В этом случае математическое выражение геометрических параметров, необходимых для расчета бункера, резко усложняется и требует специального рассмотрения. Основные формулы для определения параметров верхнего основания воронки, бункера и элементарного бункера, а также развертки стенок воронки приведены в таблице 2. Геометрические параметры бункера и развертки стенок приведены соответственно на рис. На рис 2. Вывод формул представлен в Приложении А. Рис. Геометрические параметры бункера. Рис. Таблица 2. Основные параметры верхнего основания воронки (эллипса) (рис. Расстояние от начала координат до середины большой оси эллипса О а = Р. Каноническое уравнение кривой очертания верхнего основания конуса (эллипса) у2(1-1&2Р-‘ё) | г2 С2-2) X2 ¦СОв(1-1^р-1? Большая полуось эллипса а- , . Малая полуось эллипса Ь- (2. Параметрическое уравнение кривой очертания верхнего основания конуса (эллипса) Г'СОБЦ/, Х СО. Г/3. Площадь эллипса Л = т . Длина эллипса: - при эксцентриситете е<1 - при эксцентриситете е-»0 1„гх'[и(а+Ь)—&Ъ]. Ь) . Ь СМ. Радиус кривизны на конце большой полуоси а Г* =Г'СОб0.