进行结构有限元分析通常需要以下几类资料:
1. 几何模型:包括结构的形状、尺寸、轮廓等详细的几何信息。可以通过 CAD 图纸、三维模型文件(如 STP、IGS 等格式)或手工绘制的草图来提供。
2. 材料属性:如弹性模量、泊松比、密度、屈服强度、抗拉强度等,以描述结构材料的力学性能。
3. 载荷信息:明确作用在结构上的各种载荷类型(如集中力、分布力、压力、温度载荷等)、大小、方向、作用位置和加载时间历程等。
4. 边界条件:确定结构的支撑方式、约束类型(如固定约束、滑动约束、弹性支撑等)和约束位置。
5. 网格划分要求:如果需要对网格划分进行特定的控制,可能需要提供网格尺寸、类型、密度分布等要求。
6. 分析目标和要求:明确需要分析的内容,例如强度分析、刚度分析、模态分析、热分析、疲劳分析等,以及相应的性能指标和验收标准。
7. 工况组合:如果存在多种可能的载荷工况,需要说明不同工况的组合方式和权重。
8. 以往类似结构的分析数据或实验结果(如果有):可用于验证和对比分析结果的合理性。
9. 设计规范和标准:遵循的相关行业规范和标准,以确保分析结果符合设计要求。
10. 特殊要求或假设条件:如某些简化处理、忽略的因素等需要提前说明。
这些资料的完整性和准确性对于获得可靠和有效的有限元分析结果至关重要。
抗爆改造工程业务介绍
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核心技术
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抗爆改造业务流程
爆炸载荷评估 根据装置性质以及平面布置等因素,采用基于风险的爆炸载荷评估方法,对各个危险工艺单元的爆炸事故发生频率和爆炸超压进行定量评估计算,得到爆炸超压-累计频率曲线,合理确定控制室爆炸超压设防值。爆炸超压-累计频率曲线
建筑物结构计算 结合爆炸荷载以及原建筑结构图纸,采用Hypermesh建筑结构整体建模及ANSYS/LS-DYNA的求解模块对钢筋混凝土框架结构、普通粘土红砖填充墙进行结构响应分析。遵循安全经济原则,出具建筑物抗爆加固方案,导入模型进行抗爆能力校核。材料强度计算
改造实施 框架结构:增大截面、金属包覆、碳纤维加固。
墙体:叠合层加固、抗爆涂层加固。
门窗:封堵、加装抗爆门窗。新风系统:加装化学过滤新风机组,并安装抗爆阀及有毒、可燃报警系统。
其他:增设移动式抗爆庇护所。
改造实施方案
1.危险源及建筑物信息的完整性
涉及重大危险源的生产企业应提供设备工艺布置及流程图、建筑物平面及立面布置图及结构图、危险源包含物料平衡表的信息及安全评估报告来进行爆炸安全评估。如果没法提供上述的信息将会造成无法进行爆炸模拟分析或者爆炸模拟分析的数值不准确,对于后续技术方案通过应急管理部的审核难度增大,同时对于实际抗爆的效果也会大打折扣。
2.建筑物抗爆改造的区域判定
GB/T50779-2022DNV PHAST
建筑物抗爆改造区域的判定是根据GB/T50779-2022《石油化工建筑物抗爆设计标准》,除了针对建筑物(迎爆面)面向爆炸隐患的危险源装置进行爆炸安全评估之外,还将DNV PHAST软件分析得出的迎爆面爆炸冲击波的数值进行公式代入得出非迎爆面的爆炸冲击波参数。
结构分析
3.建筑物结构抗爆能力的确定
当爆炸冲击波的数值超过国标规范的允许的范围,建筑物除了进行抗爆措施的设计之外,应该采用PKPM或其他类似结构分析软件对建筑物本身的结构进行检测和抗爆结构计算。如果计算的结果判定建筑物结构不能满足爆炸荷载,需要提供抗爆加固设计方案,将脆弱的结构构件进行抗爆加固,方能建筑物不受爆炸作用的影响而倒塌或破坏。
4.抗爆设计的选择原则
抗爆涂料抗爆庇护罩
根据GB/T50779-2022石油化工建筑物抗爆设计标准常见的抗爆措施除可移动式抗爆庇护所之外,主要分为两种:抗爆涂料及抗爆庇护罩。
抗爆涂料的做法主要是利用原有室内墙体的喷涂加固使其具备对外部爆炸的抗爆位移的能力。抗爆涂料的技术优势在于施工周期短、无动火作业、室内侧施工方便。但致命缺点是对生产经营活动的影响,尤其是对既有建筑物有人值守的控制室及场所。另外在室内侧如有其他贴墙的设备或吊顶,进行拆除及复位,有可能在施工过程中出现设备损坏或安装的困难。
抗爆庇护罩的做法可以根据外墙的工况选择合适的安装方式,主要可分为外挂式、内嵌式及外包式三种。采用防火抗爆板进行墙体的抗爆加固。抗爆庇护罩的技术优势在于可在室外施工,对有人值守的控制室影响小。另外可避免对室内未加固部分及相关的结构构件进行拆除。抗爆庇护罩除满足防火时效及抗爆能力之外,对于防撞击、隔音及保温等性能进行测试。