D0I:10.13374.issn1001653.2013.02.020 第35卷第2期 北京科技大学学报 Vol.35 No.2 2013年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2013 考虑大变形效应的薄壁钢结构烟道力学性能分析 宋波12网，易煜12，武晓东12，王利) 1)北京科技人学土木与环境工程学院，北京1000832)金属刊山高效开采与安全教育部重点实验室，北京100083 3)北京国电龙源环保工程有限公司，北京100039 d通信作者，E-mail:songbo@ces.ustb.edu.cn 摘要针对浙江华能玉环电厂脱硝工程，应用有限元分析方法对烟道结构进行小变形弹性和大变形弹性模拟，对钢 结构烟道在实际荷载作用下的力学性能进行了分析，探讨了烟道长度变化对烟道结构应力和变形的影响.考虑大变形影 响时，烟道的应力分布均匀，其应力值较不考虑大变形的应力值小5%~50%，烟道长度的变化对应力值的影响不超过 20%.结合现场监测验证了数值模拟的可靠性. 关键词薄壁结构：钢结构；烟道：非线性分析：应力分析：有限元法 分类号TU392.4 Mechanical property analysis of the thin-wall steel structure flue con- sidering large deformation effect SONG Bo2),YI Yu12),WU Xiao-dong2),WANG Li3) 1)School of Civil and Environmental Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Key Laboratory of High Efficiency Mining and Safety for Metal Mines (Ministry of Education),Beijing 100083,China 3)Beijing Guodian Longyuan Environmental Engineering Co.LTD,Beijing 100039,China Corresponding author,E-mail:songboces.ustb.edu.cn ABSTRACT A denitration project in Zhejiang Huaneng Yuhuan Power Plant in China was taken as the research object,and the finite element method was used to simulate elastic properties in small deformation and large deformation. The mechanical properties of the flue in practical load were studied,and the influence of the flue length on the stress and deformation were discussed.It is found that because of considering large deformation effect,the equivalent stress of the flue is well-distributed,and its values decrease by 5%to 50%.The influence of the change in flue length on the stress is less than 20%.At last,monitoring was used to show the reliability of numerical simulation. KEY WORDS thin walled structures;steel structures;flues;nonlinear analysis;stress analysis;finite element method 烟道是火力发电厂中烟气排放的重要通道，一 烟道实际的应力应变有差别.此外，由于烟道结构 般是由薄壁钢板、加劲肋和内撑杆组成的薄壁加劲主要通过焊接连接，所以结构在承受荷载之前就已 结构，烟道壁板厚度通常≤6mm,具有截面大、烟 经处于微小变形状态，受荷后，这些微小变形可能 道壁板薄的特点，属于薄壁结构凹.随着火电厂锅 加快结构变形发展，这样采用小变形理论分析的结 炉的日益大型化，烟道的容量也要求越来越大、形 果将与实际情况差别更大.另一方面，烟道结构在 式越来越复杂.烟道既要承受烟气压力、自重、风、 服役过程中，由于长时间在高温受荷条件下工作， 积灰等荷载，还要承受烟气产生的热应力，受力情 结构局部区域可能存在屈服甚至疲劳等问题：而且 况复杂2. 烟道结构与支架连接处可能因为空间布置的特殊要 烟道结构在荷载作用下容易发生较大的变形，求，也容易出现钢材屈服的情况.由此可见，烟道 而目前针对烟道设计的方法均是建立在小变形假定结构的分析仅以小变形弹性理论为基础是远远不够 的基础上，采用小变形弹性理论计算的结果往往与的，必须展开大变形的弹塑性分析才能较为可靠地 收稿日期：2011-12-06 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51078033)；教育部海外名师项目(MS2011BJKJ005)DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2013．02．020