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随着现代工业和城市的快速发展,城市用水量和污水量急剧增加,研究适合我国国情的污水处理新技术迫在眉睫。人工湿地污水处理技术作为投资小、运行费用低廉、运行维护方便以及污染物去除效果好,正受到人们日益关注。
人工湿地植物种植池是人工湿地系统净化污水的一个重要载体,该池合理的结构设计是该系统稳定运行的重要保障。因此在整个湿地系统中,植物种植池结构的重要性不言而喻。另外根据几个实际工程预算统计,植物种植池的预算要占到整个系统预算的60%-70%。因此展开人工湿地植物种植池结构研究具有重要的理论与实际意义。
本文在对人工湿地植物种植池结构分析的基础上,阐述了种植池结构受力特性与池壁厚度关系研究的必要性和重要性。
利用有限元分析软件ANSYS,在合理选择单元类型、材料属性、边界约束条件等基础上,采用整体建模方式,分别模拟了不同壁厚的混凝土水池与有机玻璃水池受力特性。有限元分析表明:在满载情况下,池壁最大变形、应力、应变与厚度之间呈乘幂关系,并提出经验公式,对混凝土与有机玻璃水池模拟结果对比分析得出,证实两种材料的受力特性与壁厚变化关系具有相似性,可以用有机玻璃来代替混凝土试验研究池壁受力特性与壁厚之间的关系。
制作不同壁厚有机玻璃水池模型,试验研究水池最大变形、应力、应变与厚度变化之间的关系,比较得出试验结果与有限元分析结果一致。可以利用此经验公式指导水池壁厚截面初选。
分析研究植物种植池力学特性后,采用可视化语言VB为开发语言,编制了水池内力计算程序。为了检验程序,首先用该程序计算一个工程实例,以程序计算结果为基本参数,用ANSYS建立有限元模型,进行有限元分析,分别从强度、变形方面验证了该模型符合工程要求,从而验证了该程序的准确性。