立体库货架钢结构的有限元分析

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1、沈阳理工大学硕士学位论文立体库货架钢结构的有限元分析姓名：邹宝霞申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：安晓卫20100301沈阳理工大学硕士学位论文摘要立体库货架钢结构的结构庞大、负载复杂，为了运输方便，设计为可拆卸连接结构。故立体库货架钢结构大多以高强度螺栓连接。货架钢结构在承受风载、雪载、地震载荷以及屋面检修载荷的作用时，货架是否有足够的强度、刚度、稳定性是设计者最关心的问题。在设计过程中，采用有限元分析方法能够确定结构的强度、刚度和稳定性临界载荷。本课题应用ANSYS有限元分析软件，以某立体库货架钢结构为研究对象，做了以下几个方面的工作：1、采用参数化语言建立

2、货架钢结构有限元模型；2、进行静力学分析，确定结构是否具有足够的强度和刚度；3、进行模态分析，确定结构的固有频率和振型；4、进行稳定性分析，计算出结构的临界载荷；5、进行地震载荷谱分析和地震载荷时间历程响应分析，确定结构在地震载荷作用下的应力和位移分布规律；6、计算法兰连接处螺栓、螺母和法兰强度以及应力分布规律，计算螺栓预紧力及摩擦系数对强度的影响。分析结构表明，该货架钢结构在各种载荷组合作用下结构具有足够的强度、刚度；计算出结构的临界载荷值为8.0005；对结构进行地震载荷谱分析和时间历程响应分析，计算结构具有很大的强度和刚度安全裕度；通过对法兰连接处强度进行计算，确定法兰

3、连接处螺栓预紧力20000N比较合适，由计算结果可知,摩擦系数计算结果影响较小。本论文的研究结果为其它钢结构分析提供了依据，也为优化设计奠定了基础。关键词：钢结构，有限元，静力学，屈曲，动力学沈阳理工大学硕士学位论文AbstractInordertotransportconveniently,Three-dimensionalofalargesteellibraryshelves,loadcomplexisdesignedtoberemovableconnectionstructure.Therefore,mostofthree-dimensionallibraryshelv

4、essteelstructureisconnectedwithhighstrengthbolt.Whenshelfsteelstructurewithstandwindload,snowload,seismicloadandtheroofmaintenanceload,thedesignerconcernsshelfstructurewhetherthereissufficientstrength,rigidity,stability.Finiteelementanalysismethodisusedtodeterminethestructuralofstrength,rig

5、idityandstabilityofthecriticalloadduringdesign.Thethree-dimensionalsteellibraryshelvesstructureastheresearchobject,ANSYSfiniteelementanalysissoftwareisusedtodothefollowingworks:1.Usingparameterizedlanguagetoestablishfiniteelementmodelofsteelshelvesstructure;2.Usingstaticsanalysistodetermine

6、whetherthestructurehassufficientstrengthandstiffness;3.Usingmodalanalysistodeterminethestructureofthenaturalfrequenciesandmodeshape;4.Usingstabilityanalysistocalculatethecriticalloadofthestructure;5.Calculatingtheintensityofflangedjointbolts,nuts,flange,stressdistribution,boltpreloadandthei

7、nfluenceoffrictioncoefficientonthestrength.Itshowsthatsteelshelfstructurehassufficientstrength,rigidityandstabilityundervariousloadcombination.Valueof8.0005.Thecriticalloadofstructureisbecalculated.ThespectrumanalysisandtimehistoryanalysiswithSeismicload