大型油罐的靜強(qiáng)度及動(dòng)力響應(yīng)分析.pdf

1、隨著油罐的大型化，其潛在的風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越大，這種大型油罐一旦破裂，就會(huì)造成重大損失。為確保大型油罐的安全，需要對(duì)油罐的靜強(qiáng)度及地震響應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的研究。 本文以“15×104m3油罐安全分析”這一項(xiàng)目為契機(jī)，對(duì)大型油罐進(jìn)行了應(yīng)力測(cè)試和應(yīng)力分析，并對(duì)油罐的動(dòng)力問(wèn)題進(jìn)行了初步研究。主要工作為： (1)為考慮油罐底板對(duì)第二圈壁板應(yīng)力的影響，提出了一種基于組合圓柱殼理論的大型油罐應(yīng)力分析方法。該方法將第一圈壁板視為短圓柱殼，其它圈

2、壁板視為長(zhǎng)圓柱殼，底板則采用剛性-彈性地基梁耦合模型，將底板、第一圈壁板及第二圈壁板聯(lián)合建模求解，獲得了油罐壁板與底板的應(yīng)力計(jì)算公式。 (2)采用軸對(duì)稱有限元法計(jì)算了油罐的整體應(yīng)力，引入接觸單元法模擬地基與底板的相互作用。同時(shí)用接觸單元法模擬了大角焊縫未焊透區(qū)中壁板與底板的相互作用，得出未焊透區(qū)的影響范圍為60mm。油罐開(kāi)孔部位的應(yīng)力不能再采用軸對(duì)稱有限元法進(jìn)行計(jì)算，為準(zhǔn)確有效地計(jì)算油罐開(kāi)孔部位的應(yīng)力，引入了子模型法。

3、(3)在15×104m3油罐試水期間進(jìn)行了應(yīng)力測(cè)試，獲得了大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。測(cè)試值、理論計(jì)算值及有限元計(jì)算值吻合的較好，這表明測(cè)試、理論計(jì)算和有限元分析法是可靠的。 (4)采用三維有限元法計(jì)算大型油罐固液耦合系統(tǒng)的動(dòng)力特性。研究了不同儲(chǔ)液密度、不同液面深度對(duì)系統(tǒng)固有頻率的影響，得出以下結(jié)論：儲(chǔ)液密度越大油罐固液耦合振動(dòng)固有頻率越低，罐內(nèi)液面越高固液耦合振動(dòng)固有頻率越低。 (5)用有限元法模擬15×104m3油罐的地震時(shí)程響應(yīng)