基于ANSYS Workbench平板集热器用膨胀螺栓计算分析.pdf

制造业信?化
MANUFACTURING MFORMATZATON R/H/CAD/CAM/CAE/CAPP
基于 ANSYS Workbench平板集熱器用膨胀嫘栓计算分析
何腾飞,李培伦,任勇,马光柏
(山东力诺瑞特新能源有限公司,济南250103)
摘要:为研究平板集热器用膨胀螺栓在普通烧结砖砌体中的真实受力及变形状态,利用 Solidworks建立膨胀螺栓
CAD模型,并进行结构简化。在对膨胀螺栓在墙体中的受力情况进行分析的基础上;采用有限元分析方法,在 ANSYS
Workbench中获得了膨朓螺栓在墙体中的受力及变形情况,验证了平板集热器所用膨胀螺栓的安全性。
关键词:膨胀螺栓;砖砌体;变形
中图分类号:TH131
文献标志码:A
文章编号:1002-2333(2015)06-0074-04
Analysis of Flat-plate Collector Expansion Bolt Based on ANSYS Workbench
HE Tengfei, LI Peilun, REN Yong, MA Guan
(Shandong Linuo Paradigma Co. Ltd, Jinan 250103, China
Abstract: For studying the expansion bolt real state of stress and deformation in the brick wall, the CAD and FEA models
of the expansion bolt are built on Solid Works. Based on the analysis of forces, the force and deformation of expansion bolt
are calculated on ANSYS Workbench. The results show that the bolt deformation can meet the safety requirement
Key words: expansion bolt; brick wall; deformation
0引言
本风压值,值为0.55。
分体式太阳能热水器的平板集热器主要靠膨胀螺栓
经计算,W的值为1.13kNm2。
与普通混凝土砖砌体连接。平板集热器在阳台上除承受2.2地震作用
集热器本身载荷外,还受风载、地震等因素产生的拉拔力
垂直于墙面的地震作用按下式计算?
的影响,其中膨胀螺栓的选用大多采用经验和试验的方
g=3· E.am.G。
(2)
法,因此有必要采取有限元方法对平板集热器用膨胀螺式中:9K为垂直于墙面分布的水平地震作用;G为集热
栓在混凝土砖砌体中的真实受力及变形状态进行分析。器单位面积自重载荷,值为0.175kN/m2:iB为动力放大系
1平板集热器安装
数,值为5.0;m为地震影响系数,值为0.16。
支架通过膨胀螺
经计算,q=5.0x0.16x0.175-0.14kNm2。
栓与混凝土墙体连2.3平板集热器膨胀螺栓的拉拔力计算
接,平板集热器放在
平板集热器每个连接点在风荷载作用下水平力为
支架上,具体安装方
N=rw WKA+E'GEK O
2
式如图1所示。
式中:Wk为风荷载标准值;e为地震作用分项系数,值
2膨胀螺栓受力情为0.5;rw为风荷载分项系数.值为0.14;N为在风荷载作
况的确定
用下每个连接点水平力,kN;A,为平板集热器单元面积。
规格为2000mmx
经计算M的值为3.239kN。
1000mmx80mm的
平板集热器每个螺栓在风荷载作用下水平力为
平板集热器,净重
=l 5NI
35kg。安装后平板集式中:、为每个螺栓在风荷载的作用下水平力:1,5为安全
图1平板集热器安装示意图热器需要考虑的荷载系数。
混凝士砖南体2膨胀螺栓3支架与作用有:风荷载、地
经计算的值为4.85kN。
震作用。
2.4膨胀螺栓预紧力计算
2./平板集热器所受风荷载的计算
膨胀螺栓预紧力4
平板集热器所受风荷载按下式计算?
P=(0.5-0.7)oAs。
WK=Bcz'us' Hz Woe
(1)式中:d.、为螺纹部分危险剖面的计算直径;As为螺纹
式中:Wょ为作用于平板集热器上的风荷载标准值,kNMm;部分危险剖面的计算面积,取值见表1;o.为螺栓材料
B为瞬时风压阵风系数,值为1.9;为风荷载体型系的屈服极限(与强度等级相关,材质决定),,取值见
数,值为1.2;z为风压高度变化系数,值为0.9;。为基表2
74机械工程师2015年第6期