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泵送不同边界条件模板时的部分响应计算结果

常见的模板边界条件分为三类:A类(四边简支)、B类(端肋简支边肋横向受限)、C类(端肋简支边肋自由)。以下研究这三种不同边界条件下宽度6=400mm的模板,在粘度系数"=2.0Pa.s,密度p=2400kg/m3,泵送管径d=150mm,混凝土烧筑速度F0t=7.0m/s,泵送混凝土垂直撞击模板中心时的非线性动力响应。

对比不同边界条件下的变形云图可以看出,三种边界条件模板的最大变形最大值均出现在撞击点处,当边界条件为四边简支时,模板的最大变形集中在模板的中跨,边跨几乎没有发生变形。当边界条件为端肋简支边肋横向受限时,模板主要变形还是集中在中间跨,边跨跨中也会出现向下的凹陷变形。当边界条件为端肋简支边肋自由时,模板最大变形由中间跨向边跨扩展,加筋肋约束较前两种边界条件弱。显然、当边界约束越弱,模板变形越大。ca88手机版厂对比三种边界条件下横、纵截面最大挠度曲线可知,当边界条件为四边简支和端肋简支边肋横向受限时,其横、纵截面最大挠度曲线十分接近,挠度曲线呈中心对称的向下凹陷状,产生的最大挠度值较小。当边界条件为端肋简支边肋自由时,模板凹陷的范围更宽,产生挠度值最大。

图1:变形云图及最大挠度曲线(边界条件变化)

变形云图及最大挠度曲线(边界条件变化)

三种边界条件下的水泵模板中心挠度时程曲线形状大致相同,最大挠度值发生在撞击瞬间,四边简支和端肋简支边肋横向受限模板的中心最大挠度值相对较小,挠度时程曲线振荡幅值较小,震荡衰减的速度较快,端肋简支边肋自由模板的最大挠度值较大,挠度时程曲线振荡的幅值较大,震荡衰减的速度较慢。

图2:模板中心挠度时程曲线(边界条件变化)

模板中心挠度时程曲线(边界条件变化)

当模板的边界条件为四边简支和端肋简支边肋横向受限时,模板的最大挠度值和最大等效应力出现的时间较早,而模板为端肋简支边肋自由时,这些值出现得相对较晚。端肋简支边肋横向受限与端肋简支边肋自由边界条件下的最大挠度值、最终挠度值、最大等效应力值和最大塑性应变值分别为四边简支情况的1.036倍、1.277倍、0.973倍、0.411倍和1.133倍、1.483倍、0.969倍、0.347倍。可见,模板边界约束越弱时,泵送混凝土撞击下模板的最大塑性应变值较小,模板变形多数为弹性变形。

模板的最大等效应力出现在中心处,中间跨等效应力值较大,边跨的等效应力值较小,最大等效应力云图为以撞击点为圆心的圆形区域。当边界条件为四边简支时,模板的最大等效应力云图较另外两种边界条件更为集中。可见,模板边界约束越强,模板的等效应力分布范围越小。对比不同边界条件下模板的最大塑性变形区可知,模板的最大塑性变形区也是以撞击点为圆心的圆形区域。模板四边简支时,其最大塑性变形区面积最大,达到6.362X10-3m2。模板端肋简支边肋横向受限时,其最大塑性变形区面积减少到2.827X10-3m2。模板端肋简支边肋自由时,其最大塑性变形区面积最小,仅为0.9X10-3m2。由此可知,ca88手机版边界约束越强,其最大塑性变形区面积越大,最大塑性应变值越大。

泵送混凝土撞击边跨中心或模板中心时,模板的最大变形出现在受撞击点处。当泵送混凝土撞击在边跨中心时,变形云图为以撞击点为圆心,由中心向外逐渐扩展为矩形的区域,变形区集中在边跨模板,受撞击点挠度的最大值为8.164mm。当泵送混凝土撞击在加筋肋中心时,由于模板下方加筋肋的约束作用,模板的最大挠度值不是出现在撞击点处,而是在中跨靠近撞击点一侧,最大挠度值为2.596mm。当泵送混凝土撞击位置在模板中心处时,变形区域主要集中在中跨模板处,最大挠度值为9.517mm。

受撞击点的挠度值在撞击瞬间达到最大值,经过一段时间的振荡,趋于一个稳定值。泵送混凝土撞击模板中心时模板的撞击点的最大挠度值及最终挠度值最大,振荡的幅度最大,水泵趋于稳定值的时间最长,撞击模板边跨跨中时次之,撞击加筋肋中心时撞击点的最大挠度值及最终挠度值最小,振荡的幅度最小,趋于稳定值的时间最短。

泵送混凝土撞击模板边跨中心时,模板最大烧度值出现的时间最早,撞击加筋肋中心次之,撞击模板中心时出现得最晚。撞击加筋肋中心时最大烧度值Kmax和最终烧度值G最小,撞击边跨中心次之,撞击模板中心最大,分别为撞击加筋肋中心时的1.731倍和2.905倍,分别为撞击边跨中心的1.165倍和1.498倍。当撞击加筋肋中心时模板的最大等效应力值最小,出现的时间最早,撞击边跨中心次之,撞击模板中心时最大等效应力其值最大,出现的时间最晚,为撞击加筋肋中心时的1.451倍,为撞击边跨中心的1.017倍。当泵送混凝土撞击加筋肋中心时,模板没有发生塑性变形。当泵送混凝土撞击在边跨中心和模板中心时,模板将发生塑性变形,撞击边跨中心时最大塑性应变值较大,撞击边跨中心时较大,为撞击边跨中心时的1.513倍。可见,混凝土撞击在边界约束较弱处,模板的动力响应较大。

对比三种撞击位置的最大等效应力云图可知,当泵送混凝土撞击在模板边跨中心和模板中心时,模板最大等效应力出现在撞击点处,泵送混凝土撞击边跨跨中时,等效应力云图呈矩形区域向外扩展,其它跨模板的等效应力值较小。当混凝土撞击模板中心位置时,最大等效应力云图在撞击点附近呈椭圆形区域,从中心向外逐渐扩展成矩形区域。当泵送混凝土撞击在加筋肋中心时,模板的最大等效应力出现在被撞击的加筋肋下侧,面板上的等效应力云图沿Y方向延伸成为椭圆形。

不同宽度模板在泵送混凝土撞击下的最大挠度值均出现在模板中心受撞击处。模板宽度较小时,模板中心变形区域也较小中心变形区域呈沿模板X方向分布的椭圆形,当模板宽度变大,中心变形区呈圆形分布。由横、纵截面的挠度曲线表明,模板向下凹陷区域集中在中跨模板,模板的宽度越宽,模板中心的向下凹陷越明显。

当泵送混凝土撞击宽度较窄的模板中心时,模板中心产生的最大烧度值与最终挠度值较小,挠度时程曲线振荡的幅值较小,ca88会员登录振荡的频率较快,振荡持续的时间较短。

不同宽度模板的动力响应有所不同。模板的宽度越大,其最大挠度和最大等效应力出现的时间越晚,最大挠度、最终挠度、最大等效应力和最大塑性应变的值越大。当模板的宽度由b=200mm增大至b=400mm时,模板的最大烧度值、最终烧度值、最大等效应力值和最大塑性应变值分别增大到1.440倍、2.748倍、1.020倍和1.596倍,但模板中心的塑性变形区面积则基本不变。可见,模板的宽度越大,泵送混凝土撞击所产生的动力响应也越大。

当泵送混凝土垂直撞击不同宽度的模板中心时,模板的中心处均会出现面积约为0.9X10-3m2的塑性变形区,但该最大塑性应变值随着模板宽度的增大而增大。当模板的宽度增大到b=400mm时最大塑性应变最大。可见,模板宽度越大,边肋和加筋肋对面板的约束越小,最大塑性应变值越大。



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点击次数:  更新时间:2018-01-27 15:12:25  【打印此页】  【关闭