本文对某锅炉支架钢结构,运用有限元方法、结构动力学理论和ANSYS有限元分析软件,对其进行了空间结构静力分析及动力特性和整体稳定性分析研究。 (1)对结构进行静力分析 按照结构的实况建立了三维模型,在考虑恒载、活荷载、风荷载等组合的工况下,分析了结构的受力性能情况,为工程实际提供参考。 (2)对结构进行模态分析和动力响应分析 在对锅炉钢支架的动力分析中,用常规计算方法来求锅炉结构的自振特性相当困难的,而自振特性的确定对于提高钢架结构的抗振性能和使用寿命有着重要影响;本文利用ANSYS动力分析中模态分析功能,采用Lanczos向量迭代法计算出钢架的自振周期及相应振型,从而对锅炉钢结构进行自振特性分析。这种方法不失一种有效办法,对于工程实际中钢架结构的自由振动分析具有一定的实践和参考价值,但还尚待结合工程实际情况作进一步研究。结构的风速功率谱随机振动分析,能够有效反映结构的基本动力特性,对高层建筑的风振控制有一定的应用价值。风荷载的周期越接近结构的自振周期时,就越容易发生共振现象。这时结构振动最大,工程中应该严格避免。 (3)对结构整体进行特征值屈曲分析和非线性屈曲分析 对于锅炉钢支架的整体稳定性问题目前还没有足够有效的设计与分析方法,当前在设计锅炉框架时,并不去计算框架本身的稳定性、而是用计算柱子的稳定性来代替。为了保证设计的安全性和经济性,精确计算框架的稳定性,必须考虑二阶效应,即非线性对框架结构的影响。本文考虑结构几何非线性和大变形影响,引入几何刚度矩阵和大位移刚度矩阵,通过ANSYS软件中的两种屈曲分析,对锅炉整体作稳定性分析,模拟出结构荷载一位移曲线,计算出结构的屈曲荷载。 本文通过以上分析,对锅炉钢结构这种支撑—框架结构的受力情况能有一个基本了解,希望能为工程设计实践提供参考。