船舶柴油机排气管道钢架强度计算,本论文主要论述了柴油机论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
柴油机论文参考文献：
摘 要：针对船舶柴油机排气管道钢架结构,充分考虑机舱现实情况,采用结构单元模型,建立精确的排气管道钢架整体有限元模型.在均布载荷和非均布载荷下采用ANSYS软件对其进行空间结构静力分析和模态分析.分析结果表明：船舶柴油机排气管道钢架满足设计要求,不需局部加固.研究成果可为船用钢架以及其他类型的大型特种钢结构的强度分析和设计提供依据.
关键词：船舶柴油机; 钢架; 静力分析; 模态分析
中图分类号：U664.121;O241.82;O316文献标志码：
Strength calculation of steel frame for
marine diesel engine exhaust pipe
JIANG Guohe, ZOU Xiangyi, SUN Xiucheng, ZHAO Kaiqi
(Merchant Marine College, Shanghai Maritime Univ., Shanghai 201306, China)
Abstract： For the steel frame of marine diesel engine exhaust pipe, fully considering actual situation of engine room, an accurate finite element model of whole steel frame of exhaust pipe is built using the structural unit model. The ANSYS software is used to do spatial structure static analysis and modal analysis under uniform load and nonuniform load. The results show that the steel frame of marine diesel engine exhaust pipe meets the design requirement and does not need local reinforcement. It can provide reference for the strength analysis and design of marine steel frame and other types of largescale special steel frame.
Key words： marine diesel engine; steel frame; static analysis; modal analysis
收稿日期： 20130805修回日期： 20131009
基金项目： 上海高校“船舶与海洋工程”一流学科建设项目；上海高等教育内涵建设工程（“085”工程）（131）；上海海事大学研究生学术新人培育计划（GK2013046）
作者简介： 江国和（1963—）,男,江西都昌人,教授,博导,博士,研究方向为动力机械振动噪声控制,（Email）ghjiang@shmtu.edu.cn0引言
为对上海海事大学自动化机舱实验室中船舶柴油机的排气进行净化处理,需要在排气管道钢架上加装一个质量为3 t的尾气处理装置.因为自动化机舱实验室空间相对狭小、仪器设备摆放密集,柴油机维护时要用机舱顶部的起重机对柴油机进行吊缸操作,所以加装的上层设备不应该影响现有仪器设备的正常使用.在加装之前需要对其进行设计验证,普遍使用的验证方法是设计人员依据最基本的材料力学和许用应力的方法进行理论验证.［12］这种方法受工作量的限制,只能验算几个在理论上认为是危险的截面,从建模开始计算精度就不高,已不能适应激烈市场竞争造成的最短周期和高精度的产品设计要求.
随着科学技术的快速发展,有限元在设计和分析中起到越来越重要的作用,其计算结果不仅详尽而且可靠.［3］设计者只需借助有限元软件［4］建立模型,就能进行各种力学分析,尽早发现设计缺陷,使产品的结构和性能更加合理.林钟明等［5］、赵文龙等［6］、邓国萍等［7］、刘晓明等［8］分别运用有限元法分析平台、板架、门架等钢结构的强度,迅速、直观地获得最大变形位置进行设计校核.石公贺等［9］、王重华等［10］、YANG等［11］、MASHALY等［12］运用不同的建模软件对钢架等进行建模,再导入ANSYS进行分析计算,使计算结果更加精确.初诗农等［13］、罗继曼等［14］、祁玉荣等［15］、张卫国等［16］运用有限元法分别对塔架、导轨架、尾轴架、起重臂等钢结构进行模态分析,使设计的钢结构的最小固有频率大于外界的激励频率,避免共振的发生.因此,采用有限元方法对排气管道钢架进行再设计将会提高设计效率,能更直观地分析钢架的可靠性.
本文对上海海事大学自动化机舱实验室中的排气管道钢架进行有限元建模,并进行静力分析和模态分析.
1排气管道钢架有限元模型建立
上海海事大学自动化机舱实验室中的柴油机坐落在一个质量较大的整体机座上,由于柴油机较高,为方便工作人员进行柴油机维护和研究,围绕柴油机建立3层研究平台.本文研究的排气管道钢架与整个柴油机平台、地面刚性连接,其中较短支撑立柱与柴油机平台连接,较长支撑立柱与地面连接.
由于排气管道钢架节点均为刚接,钢架平台选用结构单元. ANSYS中SOLID92是四面体单元,它有二次方位移,每个节点分别有3个平动和3个转动自由度,SOLID92单元具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形和大应变等功能,网格适应性更好,建模方便,可以很好地模拟钢架.所以排气管道钢架采用结构单元SOLID92进行计算将会更加精确.［4］
排气管道钢架材料为Q235A,材料在常温下的屈服极限为235 MPa,强度极限为380 MPa.按照弹性模量2.1×1011 MPa,取材料的泊松比为0.3,密度为7 800 kg/m3进行材料属性定义.
虽然结构采用Q235级结构钢,但为保证结构安全,强度计算拟用最低级别Q195级.依据GB 50017—2012《钢结构设计规范》、GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》选取屈服强度（Q195的屈服强度195 N/mm2）,安全系数取1.5进行校核.［19］
首先按照实际尺寸对整个排气管道钢架进行建
图1排气管道钢架模型模(见图1),模型总长13.05 m,高6.78 m,宽1.7 m;然后对钢架模型进行自由网格划分.为满足计算精度和减少运算时间,网格尺寸取0.1 m.［3］
1.1对排气管道钢架施加均布载荷
尾气处理装置质量为3 t,走廊和工作人员质量为2 t,总质量m等于5 t.排气管道钢架由壁厚为0.8 cm,宽为10 cm的方钢构成.在钢架的8根支撑立柱的底面上施加全约束,再施加重力.对排气管道
图2排气管道钢架上的
均布载荷约束钢架上部中心的4根横梁表面施加均布载荷mg/(4A).式中的A为方钢的上表面面积.计算可得施加在排气管道钢架上的均布载荷为72 059 N/m2.
排气管道钢架上的均布载荷约束见图2.
结论：关于柴油机方面的论文题目、论文提纲、柴油机论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
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