Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЦЕЛИ РАБОТЫ
1.1 Краткий обзор развития теории тонкостенных стержней 6
1.2. Обзор работ по динамике тонкостенных стержней 11
1.3 Основные цели работы и постановка задач 14
2. ДИНАМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ
ТОНКОСТЕННОГО СТЕРЖНЯ ОТКРЫТОГО
ПРОФИЛЯ С УЧЕТОМ ДЕФОРМАЦИЙ СДВИГА
Исходные положения теории тонкостенных стержней открытого профиля с учетом деформаций сдвига 15
Обобщенные перемещения поперечных сечений тонкостенных стержней и геометрические характеристики 17
Потенциальная и кинетическая энергия тонкостенного
стержня открытого профиля 22
Вывод динамических уравнений на основе принципа Гамильтона в общем случае 23
Система динамических уравнений при наличии симметрии 27
Система неоднородных динамических уравнений при наличии симметрии 30
3. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ
Методика вычисления геометрических характеристик 34
Стержни открытого кососимметричного профиля 38
Стержни произвольного открытого профиля 39
Современные профили осадительных элементов 42
4. РАСЧЕТ ТОНКОСТЕННЫХ СТЕРЖНЕЙ НА ДЕЙСТВИЕ УДАРНЫХ НАГРУЗОК
Продольный удар массивного тела по стержню 44
Продольный удар по стержню, снабженному наковальней 52
Поперечный удар по бисимметричному консольному стержню 55
Приближенный метод расчета тонкостенного стержня при действии ударной нагрузки
Центральный поперечный удар по шарнирно опертому двутавру с учетом отраженных волн
4.6 Поперечный удар по двутавру с учетом эксцентриситета 68
5. ДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
ОСАДИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ
Назначение электрофильтра и проблемы его эксплуатации 79
Краткий обзор теоретических и экспериментальных исследований динамики механического оборудования промышленных электрофильтров 83
Цели и задачи исследования 87
Краткое описание расчетных схем и моделей 88
Результаты динамического расчета осадительного
электрода при расположении ударного механизма внизу 89
5.6 Результаты динамического расчета осадительного
электрода при расположении ударного механизма наверху 98
5.7 Сравнение двух вариантов расположения ударных механизмов 101
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 103
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 104
Введение к работе
Тонкостенные стержни открытого профиля находят широкое применение во многих областях промышленности и строительства. Особое место среди нагрузок, которые испытывают конструкции, сооружения и аппараты, занимает ударная нагрузка. Ввиду этого тема нашего исследования актуальна. Теория расчета тонкостенных стержней, начало создания которой относится к 1899 году, построена многими известными учеными (L. Prandtl, A. Michell, СП. Тимошенко, R. Kappus, H.Wagner, C.Weber, В.З. Власов и др.). За столетний период эта теория непрерывно развивалась. Отметим, что в работах В.Б. Мещерякова (1963-1977 гт.) построена теория тонкостенных стержней с учетом деформаций сдвига.
Представляется целесообразным предложить для практического использования в динамических расчетах систему шести дифференциальных уравнений в частных производных второго порядка. По сравнению с полученной ранее В.Б. Мещеряковым системой трех уравнений четвертого порядка она имеет преимущества. Во-первых, более прозрачен физический смысл слагаемых в уравнениях. Во-вторых, матрица коэффициентов формы поперечного сечения, с помощью которых учитываются деформации сдвига, является симметричной и не связанной с другими геометрическими параметрами, как это было ранее в системе трех уравнений четвертого порядка.
Построенная в данной работе система уравнений использована при решении ряда задач расчета тонкостенных стержней на ударные нагрузки. Для частного случая стержней, у которых центр изгиба совпадает с центром тяжести (бисимметричные или кососимметричные поперечные сечения) предложен приближенный метод решения задач расчета на ударные нагрузки.
Особое внимание уделено в работе динамическому расчету на ударные нагрузки осадительных электродов промышленных электрофильтров, составленных из тонкостенных стержней. Эти аппараты, изобретенные электриками, имеют тот же возраст, что и теория тонкостенных стержней. Однако продуктивный контакт теории тонкостенных стержней с проблемами, которые возникают при эксплуатации электрофильтров, появился сравнительно недавно. В семидесятых-восьмидесятых годах прошлого века совместными усилиями ученых МИИТа и Семибратовского филиала НИИОГАЗа появились первые результаты научного прогнозирования динамической работы механического оборудования промышленных электрофильтров (осадительных и коронирующих электродов, а также механизмов встряхивания).
К настоящему времени возникла необходимость проектирования электрофильтров большой высоты. Ввиду этого актуальными являются расчеты эффективности регенерации осадительных электродов с выбором места расположения ударного механизма.
Специальная глава работы посвящена исследованию полей ускорений и напряжений в осадительных электродах большой высоты. В результате проведенных расчетов и сравнительного анализа обнаружено, что наиболее целесообразно размещать ударный механизм наверху. При этом повышается эффективность регенерации (очистки от пыли) и освобождается место в межэлектродном пространстве.
Результаты исследования переданы в ОАО СФ НИИОГАЗа для практического использования.
Нумерация формул, таблиц и рисунков выполнена раздельно по главам: первое число - номер главы, второе число - номер в данной главе. Список использованных источников составлен в алфавитном порядке.
