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某烟囱开裂原因有限元分析
基本几何参数： 基本材料参数： 混凝土 基本荷载： 有限元模型： 按照几何参数建立有限元模型，分析软件为ANSYS。使用单元为20节点空间实体单元。烟囱延轴向分为20个单元，环向分为24个单元，径向分为2个单元。有限元模型如右图。 当烟囱内表面温度为400℃时，烟囱在温度荷载作用下伸长了176mm，如图1所示。拉伸应变为0.2%。外表面按弹性计算得到的轴向拉应力达到64MPa，而内表面的压应力超过68MPa，如图2所示。烟囱35m处断面轴向应力如图3所示。说明烟囱出现环向裂缝是完全可能的。其原因是：烟囱内表面升温膨胀将烟囱拉长，而外表面混凝土温度低，温度变形小，处于受拉状态，从而出现裂缝。 实际重力引起的压力最大约为13MPa，在底部。烟囱内外温差引起的应力大概可以算作 所以，当内外表面温差较大时出现环向裂缝是完全可能的。 图1、内表面400℃变形图
图2、内表面400℃轴向内力图 图3、内表面400℃ 35m处截面轴向温度应力
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