黃料倉結構的有限元分析

宋 會 宋 靜 童來茍 蔣立彬 秦俊山

中材建設有限公司（100176）

在水泥熟料煅燒過程中，由于操作不當或設備損壞等原因，會生產出夾生的黃心料。為了保證水泥質量，一般會將黃心料從熟料中分離開來另行存儲，黃料倉就是存放黃心料的一種設備。 目前，黃料倉的設計多基于相關的鋼板倉設計規范，按照傳統的設計方法，料倉的數學模型必須簡化處理，這會引起較大的設計誤差，使設計人員偏于保守，因而造成材料和加工方面的浪費。數值解不僅可以克服以上矛盾，還能計算模型各處的應力和應變大小。現行工程技術領域的數值模擬方法主要是有限元法[1]。為了滿足設備安全經濟的要求，這里采用有限元軟件，對黃料倉進行建模求解，根據計算出的最大應力應變，進行該設備結構強度校核和應力評定，為黃料倉的結構設計和優化提供依據。

1 模型

該φ8.0 m×18.9 m 黃料倉的主要設計參數：設計溫度為100 ℃，主要部件材料為Q345，物料容重為1 800 kg/m3。 如圖1 所示，黃料倉圓筒形倉壁直徑為8.0 m，高度為15.2 m，壁厚為12 mm；錐形倉底高度為3.7 m，壁厚為12 mm；矩形出料口尺寸為800 mm×800 mm。

黃料倉筒體是用鋼板卷制焊接而成的薄壁殼體，其厚度遠小于板面長寬的尺寸，屬于有限元的薄板問題。 建立有限元模型時，薄板問題通常采用殼單元[2]。黃料倉的模型建立，忽略了小接管及附件等附屬結構，保留了筒體、支座、加強筋等主要結構。根據黃料倉的幾何結構，采用殼單元建模，有限元模型如圖2 所示。

2 邊界條件

2.1 約束

黃料倉豎直安裝，通過支座固定安裝在支撐梁上，對支座底板施加全約束。……