一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型制造技术

本实用新型专利技术涉及物理试验模型技术领域，具体的说是一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，包括环基、人字柱、连续壳塔筒、刚性环、塔顶，其特征在于所述的塔顶设有刚性环，所述的连续壳塔筒为空间纵横垂直交叉桁梁网状结构，连续壳塔筒底部设有环基，环基通过若干个人字柱与底座连接。本实用新型专利技术与现有技术相比，具有以下优点：避免了传统振动弹性模型两类刚度不协调的问题；极大地提高了冷却塔强风或地震所致的试验分析精度；实用性强。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型本技术涉及物理试验模型
，具体的说是一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型。大型冷却塔作为一种空间薄壁高耸结构，设计中风和地震荷载是一个重要的控制因素，风和地震激励作用下的安全性历来受到工程界的高度重视。近年来随着我国电力事业的发展，在许多地区超大型、高密度布置冷却塔群不断兴建，冷却塔群塔干扰及风振效应非常突出，对于冷却塔抗振动设计提出了更高的要求。自上世纪70年代起，Isyumov和Armitt基于早期冷却塔弹性模型风洞试验，指出冷却塔在风荷载作用下的动态应力和静态应力具有相同的量级，且共振应力按风速的4次方增长，远远高于准静态应力的增长速度，表明冷却塔风振响应效应不容忽略。常用冷却塔风洞试验方法，如表面同步测压和基底高频天平测力，无法直接获得冷却塔风振响应情况。由同步测压试验表面气动力时间历程计算冷却塔风振响应动力放大系数亦存在难于描述与运动形态相关自激气动力等问题。双曲面冷却塔属于典型的薄壳结构(最小壁厚约250mm),振型复杂,风荷载作用敏感性较强。鉴于冷却塔气弹模型设计和加工的难度，国内外实际采用的冷却塔气弹模型在物理参数和气动力参数相似比模拟等方面均存在不足，一定程度上限制了冷却塔物理模型风洞试验结果的工程应用。本技术的目的在于解决现有技术的不足，采用等效空间网格法设计的空间柔性结构等效振动弹性模型，在结构振动试验中更能真实地模拟连续壳体结构动力特性，可直接测量结构在强风和地震等随即荷载激励下的位移和加速度响应，解决传统连续介质模型轴向刚度与弯扭刚度缩尺比模拟不协调的问题，并在适当改变气动外形粗糙度基础上，能近似的模拟连续壳筒体结构高雷诺数下的风压绕流特性。为实现上述目的，设计一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，包括环基、人字柱、连续壳塔筒、刚性环、塔顶，其特征在于所述的塔顶设有刚性环，所述的连续壳塔筒为空间纵横垂直交叉桁梁网状结构，连续壳塔筒底部设有环基，环基通过若干个人字柱与底座连接。所述的连续壳塔筒采用有限元网格划分，环向和子午向均采用有限个离散整数单J Li o所述连续壳塔筒的局部由一定宽度的钢条垂直交叉连接成网状结构。所述的双曲薄壳冷却塔物理试验模型缩尺比范围为I : 600至I : 20。所述的双曲薄壳冷却塔物理试验模型内设有若干个质量块，所述的质量块采用螺栓对称固定在双曲薄壳冷却塔物理试验模型内壁。连续壳塔筒外表面设有外部蒙皮，所述的蒙皮采用弹性轻质或具有特定结构构造要求材料制成。本技术与现有技术相比，具有以下优点一、避免了传统振动弹性模型两类刚度不协调的问题。本技术局部位置处的正交桁梁单元厚度和宽度均可自由调节，实现了多参数调整振动弹性模型轴向刚度与弯、扭刚度两类刚度缩尺关系。二、极大地提高了冷却塔在外部荷载激励试验分析精度。 本技术能同时满足构件的缩尺要求，近似地模拟双曲薄壳冷却塔动力特性，更真实地反映双曲薄壳冷却塔在强风和地震等随即荷载激励下的位移和加速度响应。三、实用性强。图I是本技术的主视图；图2是本技术的仰视图；图3是本技术的剖视图；图4是本技术连续壳塔筒局部示意图；图5是本技术连续壳塔筒上设有质量块局部示意图；图6是本技术质量块立体图；图7是本技术质量块俯视图；图中I.刚性环2.连续壳塔筒3.人字柱4.环基5.底座[具体实施方式]结合附图对本技术作进一步说明，这种装置的制造技术对本专业的人来说是非常清楚的。参见图I、图2，本技术包括环基、人字柱、连续壳塔筒、刚性环、塔顶，其特征在于所述的塔顶设有刚性环，所述的连续壳塔筒为空间纵横垂直交叉桁梁网状结构，连续壳塔筒底部设有环基，环基通过若干个人字柱与底座连接。所述连续壳塔筒的局部由一定宽度的钢条垂直交叉连接成网状结构。参见图3-图7，双曲薄壳冷却塔物理试验模型内设有若干个质量块，所述的质量块采用螺栓对称固定在双曲薄壳冷却塔物理试验模型内壁。本技术设计步骤如下步骤I :冷却塔连续壳塔筒壳单元精细化建模，对本例子午向壳单元数目M =132,环向壳单元数目N = 144 ；步骤2 :由动力特性等效原则,简化冷却塔壳单元模型,本例m = 13,以=36 ; 步骤3 :空间梁单元建模，子午向梁单元数目为m，环向梁单元数目为n，最大可调节单元尺寸数为2(2m+l)n = 1944，考虑到冷却塔结构的环向对称性，简化为子午向厚度和宽度变量为Dvot. i，Wver. i(i = 1，m)环向厚度和宽度变量为D&.j，Wci, j (j = 1，m+1)，变量数目缩减为4m+2 = 54 ；步骤4:考虑模型方便加工性能，子午向梁格单元采用通长等厚度构件，简化为单一变量Xtl，由冷却塔筒体抗弯刚度和轴向刚度缩尺要求，计算筒体不同高度单位尺寸抗弯和轴向缩尺刚度常量矩阵Cbmding, p CaxiaUa = 1，m)。假定冷却塔模型构件尺寸与缩尺刚度满足线性组合条件 fWJft WJ1 I MM,JS , Ff ,I i^WTti ^t0IKpirtf I权利要求1.一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，包括环基、人字柱、连续壳塔筒、刚性环、塔顶，其特征在于所述的塔顶设有刚性环，所述的连续壳塔筒为空间纵横垂直交叉桁梁网状结构，连续壳塔筒底部设有环基，环基通过若干个人字柱与底座连接。2.如权利要求I所述的一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，其特征在于所述的连续壳塔筒采用有限元网格划分，环向和子午向均采用有限个离散整数单元。3.如权利要求I所述的一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，其特征在于所述连续壳塔筒的局部由一定宽度的钢条垂直交叉连接成网状结构。4.如权利要求I所述的一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，其特征在于所述的双曲薄壳冷却塔物理试验模型缩尺比范围为I :600至I :20。5.如权利要求I所述的一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，其特征在于所述的双曲薄壳冷却塔物理试验模型内设有若干个质量块，所述的质量块采用螺栓对称固定在双曲薄壳冷却塔物理试验模型内壁。6.如权利要求I所述的一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，其特征在于所述的连续壳塔筒外表面设有外部蒙皮，所述的蒙皮采用弹性轻质或具有特定结构构造要求材料制成。专利摘要本技术涉及物理试验模型
，具体的说是一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，包括环基、人字柱、连续壳塔筒、刚性环、塔顶，其特征在于所述的塔顶设有刚性环，所述的连续壳塔筒为空间纵横垂直交叉桁梁网状结构，连续壳塔筒底部设有环基，环基通过若干个人字柱与底座连接。本技术与现有技术相比，具有以下优点避免了传统振动弹性模型两类刚度不协调的问题；极大地提高了冷却塔强风或地震所致的试验分析精度；实用性强。文档编号G09B25/00GK202549150SQ20122003796公开日2012年11月21日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日专利技术者葛耀君, 赵林 申请人:葛耀君, 赵林本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双曲薄壳冷却塔物理试验模型，包括环基、人字柱、连续壳塔筒、刚性环、塔顶，其特征在于所述的塔顶设有刚性环，所述的连续壳塔筒为空间纵横垂直交叉桁梁网状结构，连续壳塔筒底部设有环基，环基通过若干个人字柱与底座连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林，葛耀君，
申请(专利权)人：赵林，葛耀君，
类型：实用新型
国别省市：