普通锚固油罐的应力分析

普通油罐的安装除常见的焊接方法外，在某些部位，如缘板的最外侧也采用螺栓固，此种做法是对油罐的抗震和拱顶装油的需要进行了考虑。但对于普通锚固油罐罐底与罐壁的连拉御的应力目前还没有计算方法，为此对这种情况进行了分析，推导了理论计算公式，目的是计算罐基础的最外侧为环梁而内侧弹性基础的同罐应力。由于其它设计和计算在《低压锚固油罐的应力分析》一文中已作过描述，因而只给出油罐下节点的计算方法。     

倾斜油罐地基处理时的强度计算

油罐因其基础不均匀沉降会发生倾斜，常用顶罐方式对罐基础进行再处理。顶罐时罐的自重作用会使其各个部位产生应力和变形，在油罐沿四周均匀顶起的基础上，提出了油罐强度分析和计算的模型，并用力法对油罐进行了强度分析和计算。     

油罐中幅板和边缘板搭接的应力分析

分析了大型油罐底边缘板和下节点的应力，对边缘板与中幅板搭接且罐基础具有环梁时的应力进行了精确的理论分析和应力计算，并将本文的计算方法与ＡＰＩ和中国科学院方法在罐底板假设边界条件的合理性方面进行了比较。对实测过的５００００ｍ＾３油罐进行的分析表明，是边缘板的应力大于本文理论的计算结果和吴天云方法的结果，与科学院方法的结果基本一致，ＡＰＩ方法的结果最偏离实测值，同时分析了计算应力偏小的原因。     

立式内浮顶油罐瘪罐现象分析

针对立式内浮顶油罐遭受热带风暴侵袭后瘪罐事故屡有发生的现象,采用ANSYS软件建立有限元模型,对立式油罐进行了几何非线性分析,计算得出风压导致的变形量较小,表明风压对瘪罐事故的影响较小。同时,对呼吸阀的输送能力进行了分析,结果表明,温度骤降时机械呼吸阀换气量不足是导致事故的主要原因。根据分析结果,提出了提高储罐安全性的建议。     

20×104 m3特大型浮顶原油储罐应力分析与安全评定

油罐的大型化发展导致罐壁和罐底的应力分布和变形情况复杂化,因而对油罐的设计水平提出了更高的要求.采用有限元法对20×104 m3特大型浮顶油罐进行应力分析,并采用分析设计方法对其展开强度评定.结果表明:在工况条件下,油罐第3～7圈罐壁板、大角焊缝结构突变处、边缘板翘曲开始和结束处等效应力较大,是罐体的危险点.根据强度评定结果对罐壁板及罐底边缘板提出了减小其应力幅值、提高安全系数的优化建议,为20×104 m3特大型浮顶油罐的结构设计和材料选用提供了可靠的设计依据.     

罐顶对罐壁应力的影响

在大型油罐设计中采用线性理论的方法,分析论述了罐顶对罐壁是否产生影响这一问题。通过对拱顶油罐、浮顶油罐的罐壁边界条件、罐顶边界条件的分析计算,求出各层壁板挠度方程中的待定系数,便可得出其应力。从线性方程中,可看出影响罐壁应力的主要因素是挠度方程中的待定系数。待定系数除受储罐尺寸、液位高度的影响外,还受罐顶重量、罐顶剪力和弯矩的影响。以10万m~3浮顶油罐和拱顶油罐为例,进一步证明,液位是罐壁应力的控制因素,而罐顶重量、罐顶剪力和弯矩对罐壁应力的影响可以忽略不计。     

罐项对罐壁应力的影响

在大型油罐设计中采用线性理论的方法，分析论述了罐顶对罐壁是否产生影响这一问题。通过对拱顶油罐，浮顶油罐的罐壁边界条件，罐顶边界条件的分析计算，求出各层壁板挠度方程中的待定系数，便可得出其应力。从线性方程，可看出影响罐壁应力的主要因素是挠度方程中的系数。待定除受储罐尺寸，液高度的影响外，还受罐顶重量，罐顶剪力和弯矩的影响。以１０万ｍ＾３浮顶油罐和拱顶油罐为例，进一步证明，液位是罐壁应力的控制因素，而     

材料特性对大型油罐象足屈曲临界应力的影响

象足屈曲是大型油罐在地震载荷作用下的典型破坏方式。在国内外规范中,油罐抗震设计公式均基于薄壳的弹性稳定理论,而象足屈曲属于弹塑性屈曲,因此,有必要研究储罐材料特性对象足屈曲临界应力的影响。基于Ramberg-Osgood材料模型,提出大型油罐象足屈曲的临界应力计算公式,分析材料参数的屈强比、屈服强度以及罐壁环向应力对罐壁屈曲临界应力的影响。研究结果表明:大型油罐发生象足屈曲时,材料幂硬化指数与罐壁屈曲临界应力的关系受罐壁环向应力的影响,环向应力的增大能够有效降低储罐的屈曲临界应力,且屈曲临界应力随着屈强比的增大而降低。当环向应力与屈服强度之比一定时,材料屈服强度的增大能够适当提高罐壁屈曲临界压应力,但效果并不显著。     

圆柱形金属油罐下节点的应力分析和强度设计

圆柱形金属油罐下节点包括罐壁底圈板、角焊缝和罐底边缘板，这三部分的强度设计是整个油罐强度的关键。对于罐壁最大环向应力（一次应力）校核，首先考虑了三种环向应力的组合值，即液体压力和下节点边缘力系Ｍ０使罐壁产生径向位移引起的环向应力σａ、第一、二圈罐壁板连接处的边缘力系引起底圈板罐径变化而产生的环向应力σｂ以及轴向弯曲应力在环向引起的波桑应力σｃ。对于角焊缝的强度校核，用Ｍ０作为油罐底圈壁板与下节点角     

液气举升油罐的强度计算

针对液气举升的方法,给出了不均匀沉降曲线油罐举升和基础再处理中的力学计算模型,并采用力法及板壳理论对其举升后油罐的罐壁,角焊缝及罐底板进行了强度计算,给出了其位移及内力的计算公式,并举例进行了计算。     

风载荷作用下圆柱形罐的有限元分析

储罐除了受自重、液体内压作用外,还受到风荷载的作用,从而在储罐中产生应力,应力过大会引起储罐的损坏。提出风载荷作用下圆柱形储罐分析的位移有限元法,根据圆柱形储罐属于轴对称壳体这一结构特点,用圆柱壳单元和圆环壳单元将其离散化,单元之间以结点圆相连接,风载荷和位移沿环向展开成三角级数,降低了计算维数,减少了计算工作量。用编制的有限元分析程序对一个算例的计算表明,该方法能方便有效地计算风载荷工作下圆柱形     

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。     

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...     

加氢反应器裙座支撑结构的有限元分析

加氢反应器裙座支撑结构部位的机械应力和温差应力均较大,应力状况较为恶劣。对加氢反应器裙座支撑局部结构进行了温度场分析,采用间接分析法将所得温度场施加到结构上进行热应力分析。根据不同温度点的单向拉伸试验得到材料在各温度点下的应力一应变曲线,采用线弹性和弹塑性两种材料本构分别对加氢反应器裙座支撑结构进行有限元计算。将计算结果进行对比分析,表明弹塑性有限元计算结果更加精确。此外,根据ASMEVIII-22007关于两种方法的失效评定内容对该结构局部失效的可能性进行了评定计算。对比研究表明,基于线弹性有限元计算结果虽可用于工程设计,但其最大应力部位与实际情况并不一致,因此分析设计计算方法仍有改进的空间。（图6,表1,参10）     

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）     

20×10^4m^3超大型储罐双盘式浮顶性能与设计

针对某20×10^4 m^3超大型储罐用双盘式浮顶提出整体建模的数值计算方案,建立整体ANSYS有限元模型.按照相关标准规定对浮顶正常漂浮工况、两个相邻浮舱泄漏工况、一个边缘浮舱与相邻环向浮舱整体泄漏工况、上顶板250 mm积水工况4种情况下的应力分布和下沉位移进行分析计算.结果表明：上顶板250 mm积水工况为最危险工况,此时浮顶最大应力为123.9 MPa,最大下沉位移422.4 mm.利用有限元计算模型开展以减轻浮顶总体质量为目的的结构优化计算,结果表明：桁架的数量对于浮顶整体质量影响较小,但对于增加浮顶支撑、减小应力水平的影响较大,结构优化应从减小板材厚度方面考虑.（表1,图4,参6）     

两级式呼吸阀能保证油罐呼吸安全

对油罐三种特殊呼吸的气量供需情况进行了计算与分析,结果表明,因罐内气体温度急降引起的油罐定压呼吸所需气量与现用呼吸通气量之间的差值很大,由此产生的负压造成油罐塌介绍了一种能适应油罐各种呼吸要求的新型两级式呼吸阀,当罐内压力快速变化时,该阀可快速全开,能很好地适应油罐的各种呼吸要求。可为油罐安全呼吸提供了可靠保障。．     

浮顶罐排水管损坏防治措施研究

针对浮顶罐排水管经常发生损坏漏油的现象，通过对罐体变形的实际检测和有限元力学分析，获得排水管与浮顶连接点偏离设计位置的位移，对排水管应力状态进行了分析，提出了相应的防治措施，研制出一种安装在浮顶人孔处的液位监测报警装置，通过监测液位反映罐体变形和排水管受力情况，可以及时发现问题并采取措施避免排水管损坏。     

大型油罐下节点三种计算方法的比较

对于大型油罐的下节点计算,目前有三种方法,即API(J.B.Denham)的刚性地基梁方法、中国科学院力学所方法和吴天云的弹性地基梁与刚性地基梁耦合法。对这三种计算方法进行了分析,认为第3种方法适用于边缘板有足够宽度或边缘板与中幅板对接焊接情况。用本计算方法和秦皇岛10×1O~4m~3浮顶油罐的实测结果进行了比较,其理论计算结果与实测结果吻合很好,而前两种计算方法的误差都较明显。得出的结论是:①适当增大罐底边缘板伸出罐壁外表面的宽度,以减小罐底边缘板所承受的弯曲应力;②边缘板和中幅板应对接焊接,以减小边缘板的最大应力;③在下节点的计算方法中,应对罐壁变形给予考虑。