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6-筒仓建模分析

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例题6

筒仓建模及分析

例题 筒仓建模及分析

2

例题. 筒仓建模及分析

概要

此例题将介绍利用MIDAS/Gen对筒仓结构进行建模和分析的方法。

此例题的步骤如下:

1. 简要

2. 建立模型

3. 定义及输入荷载

4. 定义边界条件

5. 运行分析

6. 荷载组合

7. 查看分析结果

例题 筒仓建模及分析

3

简要

基本数据如下： 混凝土: C30

筒壁内外温差: 20℃

筒壁厚度： 0.3m

锥斗厚度： 0.5m

筒仓顶板厚度：0.8m

筒仓高： 15m

筒仓直径： 10m

倒锥斗高： 5m

图1 分析模型

5m

5m 10m 10m

例题 筒仓建模及分析

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1：主菜单选择 模型>材料和截面特性>材料： 添加

材料号：1 名称：C30 规范：GB(RC)

混凝土：C30 材料类型：各向同性

图2 定义材料

2：主菜单选择 模型>材料和截面特性>厚度：

例题 筒仓建模及分析

5

添加：定义筒壁厚度

图3 定义厚度

例题 筒仓建模及分析

6

建立模型

1：设定用户坐标系

首先将全局坐标系的X-Z平面设定为用户坐标系的x-y平面。

点击图标菜单 X-Z

在原点输入栏内输入‘0, 0, 0’

在角度输入栏内选择‘0’

选择修改视角(‘’) 点击键

图4 设定用户坐标系

注：选择修改视角后点击键，视点就会自动调整模型窗口使其与UCS平面一致。

例题 筒仓建模及分析

7

2：主菜单选择 模型>单元>建立：一般梁/变截面梁

输入（dx,dy,dz）:1（0，0，0），2（0，5，0），3（0，10，0），4（5，0，0）

图5 建立筒仓剖面结构

例题 筒仓建模及分析

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3：主菜单选择 模型>单元>扩展单元：

扩展类型：线单元——平面单元 单元类型 ：板单元

材料：C30 厚度：0.3

生成形式： 旋转 等角度 输入复制次数：36 旋转角度 10 旋转轴y轴 第一点选4号节点(5,15,0)

图6 生成筒仓壁

注：扩展时可以勾选目标> 删除选项，确认是否保留梁单元。

例题 筒仓建模及分析

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4：主菜单选择 模型>结构建模助手>壳:

R1：5m R2: 0m H :5m

分割数量：m:36 l:12

材料：C30 厚度：0.5

原点：2（－5，0，1）

插入点：在模型窗口中选取相应点2（0，5，0）

图7 建立锥斗

例题 筒仓建模及分析

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5：主菜单选择 模型>单元>分割:

选择分割对象：将上部筒仓壁选上 单元类型：其他平面单元 等间距

x方向分割数量：10 y方向分割数量：0

同样：下部筒仓壁 x方向分割数量：5

图8 分割筒仓壁

例题 筒仓建模及分析

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6：定义顶板厚度:

选择顶板，应用拖放的功能修改顶板厚度，厚度为0.8m。

图9 定义顶板厚度

定义及输入荷载

1：主菜单选择 荷载>静力荷载工况:

DL：恒荷载 LL：活荷载 ET：温度荷载

2: 主菜单选择 荷载>流体压力荷载:

在树形菜单双击厚度0.3，将筒仓壁选择并激活。

荷载工况名称：LL 单元类型：板单元 方向：局部坐标系z

荷载变化方向：整体坐标系－Z 参考高度：15m 流体容重：－10 KN/m3

指定加载的单元：选择上部筒仓壁

3: 主菜单选择 荷载>温度荷载>温度梯度:

指定加载的单元：选择上部筒仓壁

荷载工况名称：ET 单元类型：板单元 温度梯度：20

例题 筒仓建模及分析

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4: 主菜单选择 视图>激活>全部激活：

在树形菜单双击厚度0.5，将筒仓锥斗选择并激活。

5: 主菜单选择 荷载>压力荷载:

荷载工况名称：LL 单元类型：板/平面应力单元（面）

方向：整体坐标系Z P1：－5 KN/m2 投影：是 指定加载的单元：按全部选择

6: 主菜单选择 荷载>温度荷载>温度梯度:

指定加载的单元：筒仓锥斗

荷载工况名称：ET 单元类型：板单元 温度梯度：－20

7: 主菜单选择 视图>激活>全部激活：

选择筒仓顶并激活。

8: 主菜单选择 荷载>压力荷载:

荷载工况名称：DL 单元类型：板/平面应力单元（面）

方向：整体坐标系Z P1：－2 KN/m2

荷载工况名称：LL P1：－4 KN/m2

指定加载的单元：按全部选择

9: 主菜单选择 荷载>温度荷载>温度梯度:

指定加载的单元：筒仓顶

荷载工况名称：ET 单元类型：板单元 温度梯度： 20

10: 主菜单选择 视图>激活>全部激活

例题 筒仓建模及分析

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图10 分配流体压力荷载

图11 锥斗压力荷载

例题 筒仓建模及分析

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图12 筒仓顶压力荷载

图13 筒仓壁温度荷载

注：查看单元坐标

z轴的方向，定温

度梯度的正负

号。

例题 筒仓建模及分析

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图14 锥斗温度荷载

图15 筒仓顶温度荷载

例题 筒仓建模及分析

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定义边界条件

主菜单选择 模型>边界条件>一般支承:

在模型窗口中选择筒仓下部节点

一般支撑 选择：添加

图16 定义边界条件

运行分析

主菜单选择 分析>运行分析

以上为整个前处理阶段，包括建模、荷载输入、分析选项。

注：可以利用面选的功能对下部节点进行选择。

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BIM技术在浅圆仓施工中的应用研究

BIM技术在浅圆仓施工中的应用研究

总740期第六期

2021年2月河南科技

HenanScienceandTechnology

BIM技术在浅圆仓施工中的应用研究

胡二永苏永超李飞宇周成军

（郑州一建集团有限公司，河南郑州450004）

摘要：为解决浅圆仓施工难点，本文采用更加简便高效的伞架支撑系统作为仓顶的支撑构件，并应用BIM

技术对关键技术难点进行模拟。研究结果表明，BIM技术可以应用于浅圆仓施工中，有效解决遗漏、碰撞等问

题，提前规避风险。关键词：浅圆仓；BIM技术；自呼吸楼盖；伞架支撑

中图分类号：TU17文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）06-0100-04

ResearchontheApplicationofBIMTechnologyinthe

ConstructionofShallowRoundWarehouse

HUEryongSUYongchaoLIFeiyuZHOUChengjun

（ZhengzhouYijianGroupCorporation，ZhengzhouHenan450004）

Abstract:Inordertosolvetheconstructiondifficultiesoftheshallowroundwarehouse,thispaperadoptedamoreconvenientandefficientumbrellasupportsystemasthesupportmemberofthewarehouseroof,andusesBIMtechnol⁃

ogytosimulatethekeytechnicaldifficulties.TheresearchresultsshowthatBIMtechnologycanbeappliedtothe

constructionofshallowroundwarehouses,effectivelysolvingproblemssuchasomissionsandcollisions,andavoiding

料仓静力学有限元分析及结构优化

料仓静力学有限元分析及结构优化

料仓静力学有限元分析及结构优化

摘要：根据料仓在储存物料的实际工作情况，利用ANSYS 软件主要对料仓的三种加强筋不同布局（等距加强筋、加宽加强筋，同时等间距分布和加密加强筋，同时等距分布）进行比较分析。其结果表明：加密加强筋，同时等距分布的结果最佳。

关键词：料仓；有限元；ANSYS；优化设计

1料仓的建模

文章选取的筒仓工程实例是江苏省某饲料机械企业某深仓，该仓为单列仓，由一大一小两个仓并排组成，大仓短边1 500 mm，长边1 800 mm；小仓短边1 200

mm，长边1 500 mm。仓壁的总高度为8 000 mm，上部3 500 mm的仓壁厚为2.5

mm，下部4 500 mm的仓壁为3 mm。整个仓采用A3钢铆接而成，弹性模量E=2.1e11 Pa，泊松比为0.3。仓壁有加强筋设计。储料为小麦，重力密度为8

kN/m3，大仓的水力半径为405 mm，小仓的水力半径为333 mm。贮料与仓壁的侧压力系数为0.4，贮料的内摩擦角为25°，修正系数为0.3。

图1为用三维造型软件SolidWorks建的模型，该模型由多个曲面组成，没有厚度，以便在有限元分析软件ANSYS中指派壳单元进行分析研究。

2有限元分析

ANSYS作为最常用的有限元分析软件之一，在结构领域有强大的计算功能，一般包括静力分析和动力分析，静力分析包括线性和非线性两大部分。 文章讨论的是深仓不考虑温度应力下的静力分析问题。

2.1工况

一般说来，也就是在理想状态下，假设深仓始终处于建造时的温度。在该温度下筒仓不会有任何温度应力，只承受贮料的各项影响。假设筒仓建造时的平均温度为15℃，即ANSYS参考温度为15℃。本章的模型只考虑了贮料对筒仓的各项影响，并未考虑风、地震、基础沉降等外界因素对筒仓产生的作用。由前文可知文章筒仓建模以及有限元分析所需的基本数据，在求解前利用筒规范中所提供的公式对各种静力荷载进行先期处理，采用最接近实际情况的加载方式，然后求解得到合理的结果。考虑极限工况，将大小仓满载，算出仓壁的位移和应力。

大型储煤筒仓输煤智能化监控系统设计

大型储煤筒仓输煤智能化监控系统设计

第53卷第5期煤炭工程

COAL

ENGINEERING Vol.53, No. 5

doi ： 10.11799/

ce202105006

大型储煤筒仓输煤智能化监控系统设计

刘喆、马岩岩、赵晏博、邵建林、尹丽辉、邓旭2,张凯2

(1.

三河发电有限责任公司，河北廊坊065201;

2.

中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京100083 )

摘要：针对目前大型储煤筒仓输煤过程监控功能不完善、智能化程度不高的问题，设计了大

型储煤筒仓输煤智能化监控系统，包括数据获取、机器人巡检、实时预测、趋势预测、故障判别、

报警管理、历史回放、系统管理等模块。引入卷积神经网络和人工神经网络对输煤胶带状态进行建

模，提出设备单一指标维度和残差指标来判断设备的异常状态，实现了对设备状态的实时准确预测

和异常判断。完成了三河电厂储煤筒仓、碎煤机、给煤机、带式输送机等设备的智能监控改造，提

高了自动化监管和控制水平，最大限度的减少了运行操作人员，促进了公司智能化经营，降低了运

维成本提高了生产效率。

关键词：智能输煤系统；人工智能控制；单一指标；残差

中图分类号：

TD67 文献标识码

：A 文章编号：167卜0959(2021)05-0028-07

Monitoring system of coal conveying in large coal storage silo

LIU Zhe', MA Yan-yan', ZHAO Yan-bo1, SHAO Jian-lin1, YIN Li-hui1, DENG Xu2, ZHANG Kai2

(1. Sanhe

Power

Generation

Co

. , Ltd

. , Langfang

065201, China

；

2. School

of

Chemical

and

Environmental

Engineering

, China

University

of

Mining

and

Technology

考虑高位料仓静荷载与冲击荷载下结构设计与优化

考虑高位料仓静荷载与冲击荷载下结构设计与优化

考虑高位料仓静荷载与冲击荷载下结构设计与优化

摘要：高位料仓因其土地资源与能源消耗少的优点在我国各行业应用广泛。本文结合高位料仓在实际工程应用中出现的工程事故，对高位料仓结构设计及优化方面进行有限元及模型模拟分析，为高位料仓实际应用的发展提供依据。

关键词：高位料仓；冲击荷载；结构设计；有限元

0引言

高位料仓具有节约用地、节约材料、节能环保且高效益[1，2]的特点，是典型的绿色储料结构，随着我国基础设施建设的发展，高位料仓遍布各地，使用量剧增。高位料仓在应用过程中承受包括恒荷载、储料荷载、风荷载、冲击荷载等多种荷载作用，其承受静荷载和高强度冲击荷载的可靠度长期以来受到广大学者及设计人员的密切关注。

通过Midas三维模型构筑软件模拟计算高位料仓模型的受力分析，为结构选型设计提供理论指导，并结合竹材制模型试验，通过特制的加载装置模拟实际状况加载，分析模型在静荷载和冲击荷载下的受力状态并不断优化模型结构来实现结构轻量化设计，达到结构优化的目的。

1 模型要求

1.1模型参数

高位料仓模型由储料仓和支撑体系组成。支撑体系在储料仓截面段底部部分的立柱高400mm，储料仓截面柱形段高度300mm、锥形段高度50mm，储料仓和支撑体系的投影尺寸为200mm×200mm，储料仓等截面柱形段断面内部净空尺寸为100mm×100mm，模型总高度为700mm。 1.2 竹材力学指标

试验模型采用本色侧压双层复压竹皮制作。

表 1-1材料参数

密度 0.8g/cm3 弹性模量 6Gpa 泊松比 0.31

竹皮抗拉强度 70Mpa 竹皮抗压强度 65Mpa 竹皮抗剪强度 30Mpa

竹杆抗拉强度 160Mpa 竹杆抗压强度 65Mpa 竹杆抗剪强度 30Mpa

1.3荷载参数

钢球质量1kg，直径63mm；小钢珠直径4mm。

模型试验采取三级加载方式：第一级为储料仓顶部静载，以钢珠模拟物料，其中钢珠质量6.5kg，进料装置质量1.5kg，共8.0kg；第二级为进料时物料对储料仓底部的冲击荷载，打开进料装置，6.5kg小钢珠撞击储料仓底部；第三级为对支撑体系的斜向冲击，冲击点位于支撑体系的一个由立柱和横梁组成的平面内且距离地面高220mm的横向跨中处，冲击荷载的滑道倾角为20o，滑道下端对准冲击点，钢球起点位于距滑道下端约800mm处（沿滑道方向）的滑道内。