大型原油储罐的静力数值分析

建立了大型储罐的有限元模型,其静力问题采用空间有限元分析,地基用弹簧单元模拟,罐壁用壳单元模拟,液体用三维流体单元模拟.分析了储罐液位高度和地基模量对储罐应力的影响.分析结果表明,储罐液位越高,其根部和底板边缘区域内的环向应力、径向应力及轴向应力越大;地基模量对储罐外壁轴向应力和环向应力的影响主要集中在第一圈板的下部.对于15×104m3原油储罐,正锥和倒锥底板储罐的应力和变形相似.     

大直径拱顶储罐网壳强度计算与结构改进

目前国内大型拱顶储罐的最大直径已达60m,其罐顶网壳强度校核多采用有限元计算软件。为计算简便,通常将网壳边界条件进行简化处理,忽略罐壁顶部变形对网壳结构的影响。对比介绍了各类单层球面网壳,总结了单层球面网壳基本设计原理,并以某设计院设计的拱顶罐为工程背景,采用有限元软件ANSYS建立拱顶网壳和罐壁一体的储罐模型。分别对拱顶储罐在静载、静载＋风载、静载＋均匀动载、静载＋均匀动载＋风载共4种载荷工况下罐顶网壳结构强度进行计算分析,并依据计算结果,提出将环板和肋板建于罐壁顶部的改进方案。对改进后的设计模型进行静载＋均匀动载和静载＋均匀动载＋风载这两种工况下的仿真计算,结果表明：改进后的拱顶储罐结构受力更合理,承载能力更强。（图17,表4,参]6）     

大型球罐支柱与球壳连接的新型结构

提出了一种新型的球罐支柱与球壳的连接结构——径向托板连接结构,并利用ANSYS有限元分析软件,采用JB4732-1995《钢制压力容器分析设计标准》中的分析方法,将其与支柱水平托板连接结构进行应力分析对比.结果表明:在自重+计算压力+风压力载荷组合工况下,球壳与托板连接处局部应力减少约9％；在自重+计算压力+25％风压力+地震载荷组合工况下,球壳与托板连接处局部应力减少约9％；在自重+试验压力载荷工况下,球壳与托板连接处局部应力减少约10％.(表3,图6,参4)     

立式圆柱形储罐滚动隔震试验

为了明确滚动隔震装置对立式圆柱形储罐的减震效果,利用地震模拟振动台进行立式圆柱形储罐模型试验。按照1∶4相似比设计立式圆柱形储罐罐体模型,在罐壁环向不同高度布置加速度传感器的测点,并输入El-Centro波、Pasadena波、金门地震波3种地震波,测得罐体加速度和提离位移,将其与未安装滚动隔震装置的传统抗震结构体系的立式圆柱形储罐进行对比分析。试验结果表明:采用隔震控制体系后,储罐底部的加速度响应降低49.49%~62.47%,可以按降低烈度进行抗震设计;滚动隔震对立式圆柱形储罐的提离高度有明显的降低效果,其中金门地震波作用下提离减震效果达到28.5%,而在El-Centro波和Pasadena波作用下提离减震效果超过76.6%,能有效防止储罐出现象足屈曲或大角焊缝开裂破坏。     

LNG储罐罐体结构与载荷的关联性

随着LNG产业的发展,LNG储罐日趋大型化,储罐的拱顶稳定性问题备受重视。为了研究罐体和罐体载荷对拱顶稳定性的影响,以容积为10 000 m3的LNG单容罐为例,采用有限元法对储罐拱顶稳定性进行罐体结构及载荷关联性分析。在进行结构关联性分析时,比较了不同约束下单独拱顶模型与含罐体的完整结构有限元模型的拱顶临界载荷,发现约束形式对拱顶刚度的影响较大,含罐体完整结构有限元模型能够给出对拱顶的实际位移约束,计算结果更为合理。在进行载荷关联性分析时,提出了一种分析计算方法,分析了罐体各种载荷工况对拱顶稳定性的影响,结果表明:罐体载荷降低了拱顶的稳定性,校核拱顶稳定性时应予以充分考虑。研究成果可为LNG储罐罐体稳定性研究提供理论基础。     

立式储罐静力分析的简化有限元模型

有效的有限元模型以及合理的网格划分是大型储罐局部缺陷应力分析的基础.为了在保持计算精度的同时降低大型储罐有限元计算的计算量,通过初步分析弹性地基接触模型计算的储罐沉降和变形,结合底板的应力分布和变形特点,将储罐底板翘离位置截面上的位移作为边界条件代替未翘离的底板和整个地基,进而得到简化的二维储罐模型,通过研究各方向网格...     

施威德勒型球面网壳结构风振响应分析

利用线性自回归过滤器的模拟技术对考虑时间和空间相关性的风场进行模拟,对施威德勒型网壳结构(考虑3种矢跨比1/8、1/5、1/4)进行了水平风作用下的风致振动响应分析。对风振响应的变化规律及其受矢跨比的影响进行了总结。计算了结构的位移和内力风振系数,初步得出施威德勒型球面网壳结构的位移和内力风振系数可统一取为3.0。     

EVP模型及其在预压处理软土路基水平位移计算中的应用

【目的】研究将EVP模型应用于预压荷载作用下软土路基水平位移计算的可行性,为软土路基稳定性的评价与控制提供支持。【方法】通过绘制应力和应变增长路径变化的图形,分析了真空预压、堆载预压以及真空 堆载联合预压法加固软土路基时土体的应力和应变变化,介绍了EVP模型的基本公式和计算过程,提出了用该模型表示软黏土的应力－应变关系,结合经典比奥固结理论,推导了考虑蠕变的预压荷载作用下软土固结变形的有限单元计算方法,并进行了工程实例计算。【结果】1）不同预压方法的应力路径和应变路径均不相同;2）用EVP模型描述不同预压荷载作用下软黏土的应力－应变关系时,其具有不考虑应力路径和不划分主、次固结的优越性;3）在比奥固结理论中,用EVP模型反映软土的物理方程时,能全面描述考虑弹黏塑性质的软土路基的固结变形,可准确计算软土路基的水平位移;4）EVP模型的软土土体黏性参数ψ/V和塑性参数λ/V对水平位移都有比较明显的影响。【结论】用EVP模型反映软土的弹黏塑性的本构关系时,可相对准确地计算预压荷载作用下软土路基的水平位移。     

基于接触单元的埋地弯头工作荷载下的强度分析

埋地弯头是长输管道常见的结构形式,易在外载作用下发生失效。基于非线性有限元方法,使用壳单元模拟管道,实体单元模拟土壤,接触单元模拟管土相互作用,建立了工作荷载作用下弯头受力分析的数值计算模型。对比计算了管径、壁厚、弯头曲率半径、弯头夹角、管土摩擦因数、土壤弹性模量不同特性参数下的管道应力,给出了管道峰值应力的变化规律:管径越大,弯头应力越大。结构上可以通过增加壁厚,增加弯头曲率半径与弯头夹角等方法减小弯头应力,而夯实弯头处的土壤也能够起到降低弯头应力的作用。     

基于梁-壳混合教学单元的输气管道穿越地震断层模型

梁-壳单元通常被联合用来模拟输气管道,然而梁-壳单元的分布及其连接处的耦合问题一直是一个研究难点。为此,根据地震断层作用下输气管道变形特点,建立了基于梁-壳混合教学单元的输气管道穿越地震断层有限元模型,并考虑管道变形的计算效率和计算精度兼顾的要求,合理配置了梁、壳单元的分布。利用该模型,讨论了管道埋深、穿越角度、位错量、裂缝宽度对输气管道力学行为的影响规律。结果表明:管道埋深、穿越角度及位错量对管道位移及应变的影响较大,裂缝宽度影响较小;管道浅埋可以有效降低输气管道最大轴向应变;随着输气管道穿越角度的增大,最大轴向位移和最大轴向压缩应变明显减小;在断层两侧,应变及位移较大,远离断层,应变及位移迅速下降。研究成果为输气管道穿越地震断层的安全评价提供了理论依据。     

大型油罐应力分析与屈曲稳定性研究

初步分析了罐壁应力分布的基本特点,提出了一种组合圆柱壳理论的应力计算解析方法。比较了已有罐底板应力计算中罐-土耦合有限元分析的建模方法,建立了以基础沉降量为边界条件的新模型。采用数值模拟优化分析方法,研究了不同结构参数对油罐安全性的影响。利用非线性有限元方法,进行了准静态弹塑性屈曲分析。研究结果表明,新的计算方法和计算模型可大大提高罐体应力计算结果的准确度,部分研究成果可为制订我国大型立式圆筒形钢制焊接油罐标准提供技术数据。     

SL—2—（7）型套管头结构应力分析

应用有限法对ＳＬ－２－（７）型套管头结构进行应力分析,将套不分成密封结构和承载结构２部分进行有限元应力计算,得到结构整体应力分布情况和单个构件的应力分布情况以及最大应力分布位置,从而为ＳＬ－２－（７）型套管头结构提供了可靠的依据。     

大跨度悬索式管桥风振响应分析

按照悬索式管桥的实际结构特点，建立了三维有限元模型。应用专业有限元分析程序，对悬索式管桥进行了模态分析，得到了结构的前二十阶固有频率和模态振型，通过对各阶振型的分析，掌握了悬索式管桥的振动形态。在模态分析的基础上，采用几何非线性有限元的分析方法，对悬索式管桥进行了横向风共振分析。分析结果表明，在横向风载荷作用下，管道产生疲劳破坏的可能性很小。     

LPG罐车罐体应力分析与结构设计评价

通过建立计算机分析模型,对某大型LPG半挂罐车的罐体进行了整体应力分析,用有限元方法对罐体进行了应力分布计算,得到了罐体关键部位的应力结果.针对影响罐车整体性能的加强圈、防波板、罐体支撑等局部结构进行了分析和评估,提出了对该结构设计原则和建议.     

CFZS1125农用柴油机油箱开裂原因分析

CFZS1125柴油机是一种广泛应用在手扶拖拉机,插秧机等农用机械上的单缸柴油机。针对CFZS1125柴油机油箱在支撑板与箱体连接边缘经常发生开裂的问题,分析了CFZS1125柴油机工作过程中的振动原因,得到了振动载荷的具体数值,并利用Pro/E建立了柴油机油箱的三维实体模型,用ANSYS大型有限元分析软件对油箱进行数值模拟,得到了油箱开裂处的应力分布图,结合扫描电镜断口分析,得出开裂是由于油箱支撑板结构不连续处的疲劳造成的。     

大型拱顶储罐的有限元计算

按照设计规范规定，顶板带肋拱顶（内浮顶）储罐的直径不宜大于32m。为解决大跨度拱顶（内浮顶）储罐的计算问题，拱顶储罐大型化的关键是储罐拱顶的大型化，采用有限元技术，给出了储罐有限元计算的主要步骤。对于20000m^3拱顶储罐，建立了满足精度的计算模型，对内压强度，稳定性以及外压稳定性进行了计算，计算结果可为工程设计提供理论依据。     

大型浮顶油罐应力测试及数值模拟

10×10^4m^3浮顶油罐是我国目前广泛采用的大型储油设施,为获得关键部位的应力分布情况,并检验设计的合理性和运行的安全性,对其进行现场充水应力测试并进行有限元模拟计算。采用电测法,将振弦式应变计与电阻应变片结合使用。测试结果表明：罐体在水深为20．2m工况下达到最大工作应力,最大环向应力出现在罐壁3^#板上部和4^#板下部,测试值与模拟计算值基本一致。按分析设计标准对油罐进行评定,结果表明：该油罐设计合理,在正常操作条件下应力水平完全满足强度要求。测试方法及结果可为今后10×10^4m^3及更大体积油罐的设计和测试提供参考。（表3,图6,参13）     

大型网壳拱顶罐液压顶升倒装施工法

随着储罐向大型化发展、大型网壳拱顶罐大量出现，其结构特点给储罐的安装增中了难度。实践证明，对这种油罐采用液压顶升倒装施工是一种安全可靠、经济有效的施工方法，尤其对大型网壳结构等特殊类型的储罐更具有优越性。介绍了大型网壳拱顶罐液压升倒装施工工艺原理、施工程序、机具设备和安装和过程，同时指出其工艺特点。