解析塔整体应力分析及评定
换热器管板的应力分析和安全评定
换热器管板的应力分析和安全评定换热器是化工、石油、能源、冶金等重要工业领域中不可或缺的设备之一。
在其使用过程中，管板作为换热器的关键部件之一，承担着重要的传热任务。
但是，在一些恶劣的使用环境下，管板也面临着应力集中、热膨胀、疲劳等问题，从而引发安全风险。
因此，本文将对换热器管板的应力分析和安全评定进行讨论。
1. 换热器管板的应力分析换热器的应力分析，是为了确定其在使用过程中是否会发生变形、裂纹等影响其使用寿命和安全性的问题。
一般而言，应力分析会采用有限元分析方法进行，其基本流程如下：1.确定模型：确定模型的几何尺寸、材料性质、载荷边界条件等信息。
2.离散化：将模型离散化为有限个单元，并建立单元之间的边界。
3.利用有限元法求解模型的位移、应变、应力等物理量。
4.分析结果：根据计算结果，对模型的应力状况进行评估和处理。
在上述流程中，模型的几何尺寸、材料特性等是影响计算精度的重要因素。
换热器管板在实际使用过程中具有复杂的几何形状，以及不同材料特性的组合，因此要对其进行有效的模型构建和材料特性的确定。
在管板的应力分析中，以下因素需要考虑：•管板几何形状：管板的边长、板厚、支撑方式等。
•材料特性：材料的弹性模量、泊松比、屈服强度等。
•成型工艺：成形工艺对管板宏观形状的影响。
•热载荷边界条件：在换热器使用过程中，热载荷对管板加剧的影响。
2. 换热器管板的安全评定在换热器的实际使用过程中，需要对管板的安全进行评定，以保证其可以在可接受的应力和变形范围内长期稳定的运行。
安全评定通常需要考虑以下两个方面：1.应力状况评估：通过对管板的应力分析，评估其在实际使用过程中的应力状况是否在可接受的范围内，以及是否产生了裂纹等问题。
2.失效分析：对管板的失效问题进行评估和分析，以避免发生失效事故。
失效分析通常包括以下内容：•疲劳分析：对管板的疲劳寿命进行评估和分析。
•腐蚀分析：对管板的腐蚀状况进行评估和分析。
•裂纹分析：对管板的裂纹状况进行评估和分析。
塔器设备吊装过程应力计算及评定
上
"x = )
, _ ai _ 士 ^) L
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C^ 段：
Mx = , 1b (L - a 1 _ 士 b1) L
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24
CHEMICAL ENGINEERING DESIGN
化 工 设 计 2018,28(1)
塔器设备吊装过程应力计算及评定
王 彬 # 中 国 成 达 工 程 有 限 公 司 工装置中， 作 为 一 要 设 备 ，
装十 要 。本文 装过程中 设 备 ，
直
径 、不同壁厚等因素分为 受 载荷 的 筒 节 ，将受力模 型 简 化 为 受 多 个 均 布 载 荷 作 用 ，一端
现
装是装置 的最后一道主要工序，其中，
装过程中的设 装尤为重要。这一过程，设
受
，如果
计 算 ，出现吊装事
故 ，将使设
一篑，
大 。对
大型 设 要
装方
装工艺设计，
也有行业标准*#+对这一要求进行了明确。
大型 设备的吊装主要有桅杆安装工艺和
装 工艺*#+，采用 的吊装工艺，设 受
有所 ，但无论采用
装 工 艺 ，做好设
受 析， 计算吊装过程设备各处应力，
好吊装方案设计的重要
。
现
的
来 越 大 型 化 ，采用吊
装具有方便、工
优 点 ，因 本 文 f
装工艺对设备进行应力计算 定 。
工程结构应力分析与安全评估策略
工程结构应力分析与安全评估策略工程结构应力分析与安全评估策略是建筑、土木等行业中重要的环节，旨在确保工程结构在使用寿命内能够安全可靠地运行。
这一策略的关键是进行全面而准确的应力分析，并根据分析结果制定相应的安全评估策略。
本文将介绍工程结构应力分析的基本概念、常用方法以及安全评估的几个关键方面。
首先，为了进行有效的工程结构应力分析，我们需要了解一些基本概念。
应力是指单位面积上的力，常用符号为σ。
应力分析是指对结构所受到的内部和外部载荷所产生的应力分布进行研究和计算。
受力分析是指确定结构所受到的外部载荷和内力的大小和分布情况。
这些基本概念为我们后续的应力分析提供了理论基础。
在进行工程结构应力分析时，常用的方法包括静力学方法、力学模型方法和有限元方法等。
静力学方法是最简单和常用的分析方法，可以通过平衡方程求解结构受力情况。
力学模型方法则采用物理模型对结构进行建模，并通过测量实验数据来推导结构的应力分布。
有限元方法是一种数值计算方法，通过将结构分解成有限个小元素，计算每个小元素上的应力分布，然后综合得到整个结构的应力分布。
这些方法各有优劣，可以根据具体情况选择合适的方法进行应力分析。
进行工程结构应力分析后，需要对分析结果进行安全评估。
安全评估是指根据应力分析结果，评估结构在正常使用条件下的安全性能。
安全评估的几个关键方面包括强度评估、稳定性评估和疲劳评估。
强度评估是指评估结构所承受的应力是否小于材料的抗拉强度和抗压强度。
稳定性评估是指评估结构所承受的压力和弯曲力是否小于临界值，以确保结构不会失去稳定性。
疲劳评估是指评估结构在反复加载下的耐久性，以确保结构在使用寿命内不会发生疲劳破坏。
为了有效地进行安全评估，我们需要了解结构材料的性能参数，如强度、弹性模量和疲劳寿命等。
此外，还需要考虑结构的使用环境，如温度、湿度和震动等因素对结构的影响。
通过综合考虑这些因素，我们可以制定相应的安全评估策略，以确保工程结构的安全性能。
【最新2018】解析塔评价-推荐word版 (6页)
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==解析塔评价篇一：解析塔篇二：解析塔方案一盐酸解析塔检修吊装方案（二）编制：审核：批准：日期：PVC车间盐酸解析塔检修吊装方案一、设备概况PVC车间盐酸解析型号为RO3426型，为法国卡朋罗兰公司产品，在盐酸深解析配有1台。
经检查发现第4塔（从下到上）层内部衬塑损坏，直接影响PVC车间盐酸深解析的试车。
该塔共有九层，塔高约12米，共9层塔节，筒体为DN900，净重量（无物料）约16500kg。
二、施工准备1、人员准备钳工：4名起重工：3名架子工：4名焊工：2名机具准备：2T，3m手拉葫芦：2个 24-27梅花扳手：2把 60敲击开口扳手1把60套筒扳手：1把 18磅大锤：1把 12"活络扳手：2把15"活络扳手：2把1m撬棍：2根 500mm条式水平仪：1件车辆准备： 100T吊车一辆 2、技术交底收集解析塔技术资料和图纸，明白安装技术要求，明确设备重量，机电仪检修技术员与车间技术员到现场查看，明确施工注意事项和关键步骤。
三、施工方案1、施工前提拆卸设备上的伴热线和仪表探头，确认拆卸塔节后移位位置；工艺处理合格，具备施工条件；在2楼和3楼搭设脚手架；拆卸3楼北面的窗户框架；气割4楼设备支承架 2、拆卸解析塔连接管线；先拆卸塔顶连接的三通和短节，使吊装时有安全的空间 3、拆卸吊装解析塔塔节拆卸第8层与第9层塔节连接螺栓，将支撑石墨网格板与第9层塔节用螺丝上紧连接；用电动葫芦将第9吊至四楼平台上。
清理第8层与第7层石墨填料，拆卸第8层与第7层连接螺栓，用电动葫芦将第8层吊至四楼平台；拆卸第7层与第6层塔节连接螺栓，将支撑石墨网格板与第7层塔节用螺丝上紧连接；用电动葫芦将第7层吊至四楼平台上。
清理第6层与第5层石墨填料，拆卸第6层与第5层连接螺栓，用电动葫芦将第6层吊至四楼平台；拆卸第5层与第4层塔节连接螺栓，将支撑石墨网格板与第5层塔节用螺丝上紧连接；用电动葫芦将第5层吊至四楼平台上。
广州电视塔在风力载荷下的弯曲应力分析
2
ab3 4
同理可知， I y
ab 3 4
因此，该高度处的截面对 x 轴、y 轴的惯性矩
分别为：
Ix(Z )
a(Z )b(Z )3 4
3.2 受力分析 在模型的某一高度取一横截面，俯视图如下
由于风可以从任意方向吹来，假设风向与 x 轴的正方向夹角为θ。并且，整个模型受到的风力
载荷为 F qh
对 F 进行 x 轴和 y 轴方向的正交分解，得到：
0度
30 度 60 度
(b)
(c) (a)
(d)
90 度
由以上图形运行结果得出
角度
0º
30 º
最大应力 “瘦腰” “瘦腰”
点
两侧 背风处
最大拉应 668.56 612.20
力(MPa)
最大压应 668.56 799.22
力(MPa)
60 º “瘦腰” 背风处 382.44
1059.5
90 º “瘦腰” 两侧 0
最后，很感谢方菲老师和助教在这一学期 中对我们的细心指导，确实令我们受益良多。
x
我们取该高度横截面边缘的点进行计算机 建模。 4. 计算机建模
根据前述思路，用 matlab 进行建模与计算。 建立空间右手坐标系（O,x,y,z）。采用 surf 函数 绘制半塔模型，根据塔身表面上应力的大小绘 制塔身颜色，颜色越深应力的数值越大。分别 取风力方向θ角（与 x 轴方向夹角）为 0°，30°，
式中，ω为风压；γ为空气重度。
经过查找文献，考虑广州电视塔在热带气
旋的影响下所受到的风力，受到 6 级到 10 级大 风的概率达 70%以上，因此取 8 级大风来计算， 8 级大风的风速 20m/s，得到风压ω=0.25 kn/m2。 2.2 电视塔自身参数
大型脱轻塔整体热处理的应力分析
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ａ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｎ ｄ ｓ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍｎ ｉ ｎ ａ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｌ ａ ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｄ ｕ ｉ ｒ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ — ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｐ ｏ ｓ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｄ ｕ ｉｎ ｒ ｇ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｔ ｈ ｅ
ｐ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｒ ｅ ｄ ｈ ｅ ａ ｔ － ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ． Ｈｏ ｗ ｅ ｖ ｅ ｒ ， ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈ ｉ ｓ ｈ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｏ ｆ
古塔纠偏的有限元应力分析
第38卷 第2期2006年4月西安建筑科技大学学报(自然科学版)J 1Xi ’an Univ.of Arch.&Tech.(Natural Science Edition )Vol.38 No.2Apr.2006古塔纠偏的有限元应力分析陈 平1,赵 冬1,沈治国2(1.西安建筑科技大学土木工程学院,陕西西安710055;2.广州恒大实业集团,广东广州510080)摘 要:古塔建筑在中国古代建筑的发展历史中占有极其重要的地位.为了探讨保护古塔建筑的有效途径,在对陕西眉县净光寺塔实施纠偏扶正处理的同时,应用大型有限元分析软件对塔体现状及纠偏过程中的应力状态进行了分析.分析表明:(1)塔体现状应力部分截面受压,部分截面受拉,剪应力较大,随时存在坍塌的危险;(2)塔体纠偏回倾中,其中轴面剪应力有增大的趋势;(3)纠偏前对塔体进行加固,防止回倾中塔体中裂是必要的.关键词:古塔;纠偏;保护;有限元分析中图分类号:TU252 文献标识码:A 文章编号:100627930(2006)022******* 3我国是世界四大文明古国之一.古塔作为现存不多的古建筑,不仅对于研究我国古代建筑技术的发展具有极其重要的意义,而且对于研究我国古老的历史、文化、艺术、宗教以及政治、外交及经济等均具有无法替代的价值.我国现存古塔多为砖石结构,作为世界闻名的历史古都西安,其周围保存了大小砖石古塔计200多处[1],绝大多数系唐宋间珍品,全国80%的唐塔即在西安附近,其中属于国家重点文物的就有大雁塔、小雁塔、玄奘塔、仙游寺法王塔、旬邑泰塔、法门寺明塔等诸多名塔.图1 净光寺塔Fig.1 Jingguangsi Pagoda塔无不斜.举世闻名的法门寺明塔即由于过度倾斜而于1981年倒塌.这使得文物界、文化界及宗教界的诸多学者无不痛心疾首!古塔纠偏是一个世界性的难题.为了探讨古塔纠偏的有效途径,陕西省文物局2001年组织有关人员对陕西眉县净光寺塔实施纠偏扶正,图1为纠偏前的净光寺塔.本文将纠偏工作中的部分理论分析内容录出,以供读者参考.1 概 况眉县净光寺塔处于现眉县政府大院内,唐建阁楼式7层实心砖塔,底层有塔室可入.塔体平面正方形,底层边长4.46m ,逐层收减高宽,自现有地面塔体通高22.05m.1998年测得塔体向北偏东7.525°倾斜,垂直方向倾角4.3°,塔尖中心偏差1.664m ,正北方向偏差1.620m.2001年的塔体纠偏工程采取成孔注水软化的方法,塔体回倾61%,取得极大成功[2].2 有限元分析模型由于古塔结构的特殊性及多样性,尚没有适合于古塔结构内力分析的解析计算方法.近年来,随着3收稿日期:2004208210 修改稿日期:2005210229基金项目:陕西省教育厅专项科研计划资助项目(03J K195)作者简介:陈 平(19562),男,甘肃庄浪人,教授,硕士,主要研究领域为工程结构抗震与加固,古建筑保护与加固.图2 SOL ID95单元Fig.2 SOL ID95Element计算机技术的发展,大型有限元软件得以在一般科研人员中广泛应用.本文应用分析软件ANS YS ,对眉县净光寺塔进行纠偏前后的静力分析[324].2.1 材性参数及计算模型的确定参考有关资料,塔体材性参数取值如下:砖标号取为MU15,砂浆取M0.4,砌体的弹性模量取E =784M Pa ,泊松比取为0.15,密度取为1900kg/m 3.本文采用三维20节点实体单元SOL ID95,单元每一个节点有三个平动自由度分别沿着三个坐标轴方向见图2,它既能保证精度又适用于不规则实体模型.对古塔进行线弹性分析,假定砖砌体SOL ID95单元为各向同性材料,则其弹性刚度矩阵为:[D ]=E (1+ν)(1-2ν)(1-γ)v(1-γ)对称vv (1-γ)0001-2γ200001-2γ2000001-2γ2式中:E 、ν为砌体材料的弹性模量和泊松比.2.2 建立模型及网格划分本文综合采用自上而下和自下而上的实体建模方法,并使用布尔运算来组合数据集,从而“雕塑出”古塔的实体模型.图3 塔纠偏状态竖向应力Fig.3 Calculting model and vertical stress of tilting correction242 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第38卷图4 控制截面分析路径Fig.4 Controling section pat h 采用手动及智能网格控制(Smart Size )相结合的方法进行网格划分.首先运用手动划分把主要研究部位(本文为底平面)的网格细化,以便得到更加精确的结果;其次采用智能网格控制(Smart Size ):根据模型形状,选择合适的单元相对大小,在平直线处单元尺寸较大,在弯曲和尖锐处单元尺寸相对较小,本文计算中取mesh size =5,连接、突变及残损部位(如券洞及周围的墙体、挑檐、塔刹等),单元网格细划,细化程度为1级,即新单元的边长是原始单元的1/2倍.此净光寺塔网格划分后共生成23543个单元(图3所示).3 塔体应力分析3.1 塔体现状应力分析根据净光寺塔的整体结构形式,可以判断出最不利截面为底平面.在分析讨论中定义塔体的底面为控制截面,分析有限元计算结果时,主要对这个控制界面的受力情况进行研究.由于ANS YS 软件中提取出的控制截面上的应力值不易和相应的单元节点相对应表示,故在本文中,提取控制截面应力时采用控制路径来显示节点力的方式,即在截面上规定若干条直线段(路径),在有限元结果处理时只提取线段上的数据来反映整个控制截面上的应力分布.为提取净光寺塔控制截面应力本文定义底面北边线为路径1,底面南边线为路径2,见图4所示.分析路径结果曲线表明(图5),塔在现状倾斜(4.3°)状态下,塔北侧最大压应力为σmax =0.86M Pa ,塔南侧则出现拉应力,其值为σmin =-0.11M Pa ,塔底层塔室中轴线处剪应力最大,剪应力值为τmax =0.19M Pa.从塔体现状应力分析可以看出,部分截面受压,且剪应力较大,塔存在坍塌的危险,并非危言耸听.3.2 塔体纠偏过程应力分析试算结果表明,在现有倾斜状态下,仅当北侧支撑部分的面积缩减为约塔底面积的2/5时,塔体才有回倾的可能.图5中尚给出塔体纠偏过程中的竖向应力分析结果,可以看出,在纠偏过程中,塔北侧最大压应力上升为σmax =1.778M Pa ,塔南侧拉应力为σmin =-0.287M Pa ,值得注意的是塔底层中轴线处剪应力骤升为τmax =0.72M Pa.可以看出,在采用“软化”纠偏方案的情况下,防止塔北侧砌体的压坏及中轴面的破裂乃为问题的关键.图5 分析路径竖向应力分布Fig.5 Vertical st ress distributing diiagram of controling section pat h342第2期 陈 平等:古塔纠偏的有限元应力分析442 西 安 建 筑 科 技 大 学 学 报(自然科学版) 第38卷3.3 塔体纠偏后应力分析塔体纠偏后,塔尖南北方向由原来的偏移1.62m缩小为0.62m,矫正61%;塔尖东西方向回倾0152m,矫正70%[2].在此倾斜状态下,通过分析路径结果曲线,塔北侧最大压应力为σmax=0.553M Pa,塔南侧不存在拉应力,压应力为σmin=0.229M Pa.塔体纠偏后呈现较理想的应力分布情况,已脱离坍塌的危险,进入较稳定的全截面受压状态.4 结 语对诸如眉县净光寺塔的砖石古塔进行纠偏扶正在STRESS国内尚不多见.眉县净光寺塔具有一定的典型性:塔体较大,剥蚀严重,整体性较差,且倾斜严重.通过对眉县净光寺塔纠偏的研究与实施,可为我国砖石古塔的保护积累宝贵的经验.从塔纠偏过程中塔体力学状态的变化看,下面几点值得注意:(1)有限元分析及古塔破坏调查均表明,塔体倾斜及回倾中,其截面压应力、拉应力及中轴面处的剪应力均有增大的趋势,尤其塔底层中轴线处剪应力的增大更为明显.古塔纠偏前对塔体进行有效加固,防止回倾中塔体中裂是必不可少的.(2)古塔纠偏中,控制塔体回倾速率在较低水准也是必要的.塔体回倾速率较小,可以利用材料的非弹性性质耗散局部位置的应力突变峰值,有利于防止塔体的局部破坏.参考文献 R eferences[1] 张驭寰.中国古塔[M].太原:山西人民出版社,2000.ZHAN G Yu2huan.Chinese Pagodas[M].Taiyuan:Shanxi People Press,2000.[2] 陈 平.眉县净光寺塔纠偏工程[J].西安建筑科技大学学报:自然科学版,2003,35(1):44247.CH EN Ping.A study on the rectification of Meixian Jingguangsi Pagod[J].J.Xi’an Univ.of Arch.&Tech.(Nat2 ural Science Edition),2003,35(1):44247.[3] 沈治国.砖石古塔的力学性能及鉴定与加固方法的研究[D].西安:西安建筑科技大学,2005.SH EN Zhi2guo.Studies on Mechanics performance、appraisal and reinforcing technique of bricky&Masonry Ancient Pagodas[D].Xi’an:Xi’an Univ.of Arch.&Tech.,2005.[4] ZHOU Z,O GO T M,SCHWAR TZ L.A finite element analysis of the effects of an increasing angle on the tower ofPisa[J].Finite Elements in analysis and Design,2001,37(11):9012900.(编辑 李 斌) Finite element stress analysis on the correction of the ancient pagodaC H EN Pi n g1,Z H A O Don g1,S H EN Zhi2g uo2(1.School of Civil Eng.,Xi’an Univ.of Arch.&Tech.,Xi’an710055,China;2.Guangzhou Hengda Industry Group,Guangzhou510080,China)Abstract:Ancient pagoda architectures play an important role in the developing history of ancient ones.In exploring an ef2 fective way for protecting ancient pagodas built of brick or stone,Meixian Jingguangsi pagoda was analysed on the basis of some investigated information with finite element method.The ancient pagoda analysis shows that:(1)The partial section bears pressure stress and the other tensile force,and the shear stress is comparatively larger than original state.(2)During the period of the tilt’s correction,the shear stress of the middle axial has an increment strend.(3)Strengthening the pago2 da before the correction of the tilt is necessary for the case of mediun2breaking.K ey w ords:ancient pagoda;correction of tilt;p rotection;f inite element anal ysis33Biography:CH EN Ping,Professor,Master,Xi’an710055,P.R.China,Tel:0086229282202360,E2mail:cping86@。
如何在工程力学中进行应力分析？
如何在工程力学中进行应力分析？在工程力学领域，应力分析是一项至关重要的任务。
它能够帮助工程师了解结构或材料在受到外力作用时内部的受力情况，从而评估其强度、稳定性和可靠性，为设计安全、高效的工程结构提供关键的依据。
那么，如何进行有效的应力分析呢？首先，我们需要明确应力的基本概念。
应力，简单来说，就是单位面积上所承受的内力。
当物体受到外力作用时，内部会产生抵抗这种外力的力，这种力在单位面积上的表现就是应力。
应力的单位通常是帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa）。
在实际的工程力学中，进行应力分析的第一步是确定所研究对象的受力情况。
这包括对各种外力的分析，如集中力、分布力、力偶等。
例如，在桥梁设计中，需要考虑车辆的重量产生的集中力，以及风荷载产生的分布力。
为了准确地描述这些外力，我们通常会建立一个力学模型，将复杂的实际情况简化为易于分析的形式。
接下来，选择合适的分析方法是关键。
常见的应力分析方法有理论分析法、实验法和数值模拟法。
理论分析法基于力学的基本原理和公式进行推导和计算。
例如，对于简单形状和受力情况的结构，可以使用材料力学中的公式来计算应力。
比如，对于受拉伸或压缩的直杆，可以通过力除以横截面积来计算正应力；对于受扭转的圆轴，可以通过扭矩除以抗扭截面系数来计算切应力。
然而，这种方法通常只适用于简单的几何形状和受力情况，对于复杂的结构往往难以直接应用。
实验法是通过对实际结构或模型进行物理实验来测量应力。
常见的实验方法包括电测法、光测法等。
电测法是在结构表面粘贴电阻应变片，当结构受力产生变形时，应变片的电阻会发生变化，通过测量电阻的变化可以推算出应变，进而计算出应力。
光测法则利用光的干涉原理，如光弹性法，来观察结构内部的应力分布。
实验法能够直接获取实际结构的应力数据，但往往成本较高，且实验过程可能会对结构造成一定的破坏。
数值模拟法则是借助计算机软件对结构进行建模和分析。
常见的数值方法有有限元法、边界元法等。
有限元法将结构离散成有限个单元，通过求解每个单元的平衡方程，得到整个结构的应力和变形。
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塔器是炼油 、化工和石化等行业 中极为重要的 设备 ，用于塔器的投资约 占炼油化工设备总投资的 ２ ５ ％ 左右 ，塔器的合理设计 、安全运行是整套装置 工 艺流 程 的保证 。因此 ，关 于塔 器 的研究 和设 计 一
直倍 受 关注 。 常规塔 器 的设计 ～ 般采 用解 析法 ，即将塔 器 简
础 ，尝试 通过 分析 设计 法得 出塔器 整体 应力 分布 规
律 ，为塔器的工程设计提供参考 ，具有一定 的现实
意义 。
图 １ 解 析 塔 的 结 构 尺 寸
Ｆｉ ｇ． １ Ｔｈｅ ｄｉ ｍｅ ｎｓ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｄｅｓ ｏ ｒ ｐｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｏ ｗｅ ｒ
第４ ５卷第 ｌ １期 ２ ０ １ ６ 年ｏ ｎ ｔ ｅ ｍ ｐ ｏ ｒ ａ ｒ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｖ ｏ １ ． ４ ５ ．Ｎ ｏ ． １ １ Ｎ ｏ ｖ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ，２ ０ １６
解 析 塔整 体 应 力分 析 及 评 定
孟祥 宇 ，张 鹏 ， 徐 明 ，丛 军
（ Ｉ ．中 国寰 球工 程公 司 辽宁 分公 司 ，辽 宁 抚 顺 １ １ ３ ０ ０ ６ ； ２ ．中国石 油抚顺 石 化公 司石 油三 厂 ，辽 宁 抚顺 １ １ ３ ０ ０ １）
摘
要 ：以行业 标准中的计算方法为基础 ，结合 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ软件对解析塔施加 了内压 、自重载荷 、风载荷和
（ １ ． Ｈ ＱＣ Ｅ Ｃ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ，Ｆ ｕ ｓ ｈ ｕ ｎ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ １ １ ３ ０ ０ ６ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
２ ． Ｐ ｅ ｒｏ ｔ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｆ ｕ ｓ ｈ ｕ ｎ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｃｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｔ ｈ ｉ ｒ ｄ Ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ， Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｕ ｓ ｈ ｕ ｎ １ １ ３ ０ ０１ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｗ ｈｏ ｌ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎｄ Ｅｖａ ｌ ｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｄｅ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔｏ ｗｅ ｒ
Ｍ ＥＮ ＧＸｉ ａｎ ｇ－ ｙｕ ，Ｚ ＨＡＮＧ Ｐｅ ｎ ｇ ， ＸＵ Ｍ ｉ ｎ ｇ ，ＣＨＯＮＧ Ｊ ｕ ｎ
腐蚀余量分别为 ４ ｍ ｍ和 ２ ｍ ｍ。 该塔共有 ７ 个平 台 和 ６段 笼式 扶梯 ，平 台外 直径 为 ４ ３ ０ ０ ｍｍ。解 析塔
的主要 结构 尺寸 见 图 １ 。
化为一端固定的悬臂梁力学模型 ，由该模型计算出 不 同组合工况下各危险截面的应力 ，再对各应力进 行校核… 。然 而 ，解 析法 所 并 不 能够 真 实 的反 应 塔 器结构 的复杂 ｌ 生， 计算结果往往存在一定的差异 。 本 文 以解析 塔 为例 ，以行业 标 准 中的计 算方 法为 基
地震 载荷 、偏心载荷 ，分析 了三种组合工况下解析塔 的应力分 布情 况 ，并对塔 的强度进行 了整体应力校 核 ，为 塔 器的分析设计 提供了参考 。
关 键 词 ：塔器 ；风载荷 ；地震载荷 ；偏心载荷 ；应力评定 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ６ ７ １ — ０ ４ ６ ０（ ２ ０ １ ６）１ １ － ２ ７ ０ ２ — ０ ４ 中图分类号 ：Ｔ Ｑ ０ ５ ２