知晓一体化预制泵站的应力与刚度分析

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一体化预制泵站的发展时间较短,但已经被广泛应用于各种工程中,解决了在城镇排水中出现的问题。一体化预制泵站以强大的流体提升和输送能力,在城市水循环系统和正在兴起的海绵城市工程中得到了广泛的应用。目前,国内对于该设备的图片及试验尚相关的标准,对于质检行业尚相关检测规范和标准。基于经济社会发展大局和上海加推进五个中心建设,以贴近监管、贴近产业政策和贴近国计民生为服务宗旨,以新的质检基地建设为契机,不断提升经济发展支撑能力和产品质量安全保障能力为落脚点,这一研究课题具有重大的际意义。以[url=https://www.shhy1688.com/ 一体化泵站厂家[/url]为例，发展下去定会成为行业的标杆，起到引领市场的重要作用。上海弘泱机械科技有限公司是一家专业研发设计、生产销售环保设备的新型智能科技公司。https://www.shhy1688.com/

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笔者首先对一体化预制泵站的研究背景进行阐述,然后在理论分析基础上,通过S软件进行维建模,再基于ANSYS软件对该泵站筒体进行仿真分析,比较后提出一种刚度仿真分析的方法,研究结论不仅为一体化预制泵站的化图片及稳定运行提供参照,还可以为一体化预制泵站的筒体检测提供重要的理论依据。


相关研究


近年来,有许多科研人员和学者对一体化预制泵站的应用和结构进行了探索。尤鑫"通过研究总结了体化预制泵站的势,改善了传统污水泵站施工周期长、工作环境差、重复利用性差、建设成本高等缺点。候宏林9结合泵站引、排、灌的一体化建设,指出泵站的一体化图片施工能够合理地减少占地、化泵站建设方案、缩短建设周期及节约泵站的投资成本。孟凡有中等从筒体有效容积及其内部扬程损失、抗浮图片及校验、基础螺栓选用以及筒体结构强度等方面,详细介绍了一体化预制泵站的选型图片及施工注意事项。张建立"结合一体化预制泵站的机构和运行特点,图片了一套包含一体化泵站在内的通道积水自动排除系统,从而解决了低路堤图片所带来的下挖通道排水问题。徐雁翔总结了在泵站图片中应用有限元分析，可以弥补传统理论公式的不足,同时结合生产际,给出了合适的刚性环宽高比。王默从不同水泵安装位置、泵坑形状、导水锥几何尺寸个方面分析了一体化泵站几何参数对水力性能的影响。


结构


一体化预制泵站主要由玻璃钢筒体、污水污物排水泵组、阀门、管道、提升装置、格栅、控制系统、检修平台、通风系统等组成,格栅一般有粉碎格栅或提篮格栅。目前,一体化预制泵站刚度分析的研究存在以下问题。一方面是泵站太大,际试验难度高,局部的刚度试验不具有际参考性价值,同时泵站的刚度试验不仅是破环性试验,试验成本大。另一方面,国内暂与之对应的图片规范和产品标准,同时企业在际图片生产中,往往因没有统一图片规范,忽略了简体刚度测试的重要性。对此,笔者以上海某给排水设备提供的YOP-34-D-G一体化预制泵站为例,建立筒体直径为00,高为3400的一体化预制泵站模型,对其进行理论分析、有限元分析,校核其刚度,并提出一种刚度仿真分析的方法。一体化预制泵站结构如图1所示。





理论分析


一体化预制泵站的应力由筒底至筒高逐渐减小，其应变则逐渐增大。随着工作水位和安装高度的上升,简体比较大应力下降。随着安装高度的上升,简体比较大应变减小!。一体化预制泵站的主要原材料为玻璃钢,因此一体化预制泵站的刚度分析主要是针对玻璃钢筒体的刚度分析。玻璃钢材料参数见表1。笔者以粉质黏土进行土压力的计算。





建模


计算机辅助工程应用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导维多体接触、弹塑性等力学性能,进行结构性能的化图片,是一种近似数值分析方法。计算机辅助工程软件应用至今已有50多年的发展史,不仅理论技术成熟,而且应用技术广泛,现已成为工程和产品结构分析必不可缺的数值计算工具,并且也是有限元分析力学各类问题的一种手段。


对一体化预制泵站进行测后,使用SW维软件对物泵站进行建模,维模型如图2所示有限元分析模型如图3所示。对结构部件进行自适应格划分,格划分结果如图4所示。


应力分析


静应力的分析需对物体施加约束和载荷,根据一体化预制泵站际固定方式,对底座约束部位添加固定约束,如图5所示。


根据一体化预制泵站的际受力情况,规定竖直向下为重力加速度方向,即-%方向,在筒体和底座的外壁施加载荷。


将沙土看作具有流动性,沙土对筒体外部的压力P与预埋深度有关,为:


P,=,






















式中：１为沙土密度，取１９００ｋｇ／ｍ３。沙土对筒体壁面和底座底面施加载荷，筒体荷载后的应力分布云图如图６所示。由图６可见，筒体外壁面受力自上而下逐渐增大，筒体外壁面接近底座处受到的应力比较大，为０．０５８０１５ＭＰａ。筒体内部有水时，筒体内部受到的压力Ｐ２与水的深度ｈ２有关，为：Ｐ２＝２ｇｈ２（２）式中：２为水的密度，取１０００ｋｇ／ｍ３。筒体加水至启泵液位，高度为３４００ｍｍ，水对筒体壁面和底面施加载荷，筒体壁面荷载后的应力分布云图如图７所示。由图７可见，筒体壁面受力自上而下逐步增大，筒体壁面接近底座处受到的应力比较大，为０．０３００２３ＭＰａ7


刚度分析


刚度指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力,是材料或结构弹性变形难易程度的表征。材料的刚度通常用弹性模量来衡量。在宏观弹性范围内，刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数,即引起单位位移所需的力。刚度的倒数称为柔度，即单位力引起的位移。刚度可分为静刚度和动刚度。通常采用材料在一定受力下的变形量大小来校核材料的刚度是否满足要求。简体在不同条件下的变形云图如图8所示当筒体内部为空筒时,简体比较大变形量为38733。当筒体内部为水时,简体比较大变形量为58658。


筒体的比较大变形量与简体尺寸相比极小,即筒体刚度满足要求。










第二强度理论认为材料破坏的主因是比较大伸长应变,当达到拉伸极限时材料会出现断裂。简体外部为沙,内部为水时的等效应变云图如图9所示,比较大等效应变出现在进口管道和底座附近区域,比较大等效应变值为00与筒体相比变化极小，不会出现断裂的危险。


简体外部为沙,内部为空筒时的等效应变云图如图所示,比较大等效应变出现在进口管道和底座附件区域,其值为003,与简体相比变化极小,不会出现断裂的危险。


结束语


笔者通过理论计算,得到一体化预制泵站玻璃钢简体的比较大主动压力小于玻璃钢材料许用应力,符合刚度要求。基于一体化预制泵站维模型,通过有限元分析,并刚度校核,一体化预制泵站筒体的比较大变形量为58658,比较大等效应变为00与筒体尺寸相比极小,简体刚度合格。企业可以在不同的筒体厚度和材料下,通过有限元分析进行刚度仿真,获得比较大许用应力,通过与材料许用应力比较,获得一个参考值,进而反推出筒体厚度的合适值。