大直径立式锥底罐变壁厚锥底结构设计

针对目前没有立式锥底罐变壁厚锥底板设计公式和相关规范的现状,根据回转薄壁壳体的应力计算公式,基于无弯矩理论推导了锥底板在液压作用下的厚度设计公式。有限元数值计算结果表明,锥底罐在锥底与罐壁连接处(大角缝)应力集中程度比较严重。类比球罐设计用弧形母线回转薄壳代替原来的直线母线回转薄壳,并推导了其厚度计算公式。以3 200 m3立式锥底罐的设计为例,采用有限元软件ANSYS分别建立了两种锥底结构计算模型,并对计算结果进行对比分析。研究结果表明,弧形板锥底罐罐体应力值和变形量明显小于直板锥底罐,且大角缝处应力集中程度显著降低。此外,进行了不同长度弧形板锥底罐的数值计算,探寻了弧形板长度与应力和变形的关系。