论文部分内容阅读
当今能源危机和环境污染的问题越来越严重,液化天然气作为一种清洁、高效的能源愈来愈受到全球各国的关注。用于储存液化天然气的储罐,尤其是大型储罐,也逐渐在沿海城市建立。由于液体天然气容易燃烧和爆炸,一旦储罐发生破坏很可能引起较大的灾害,从而造成较大的经济损失甚至人员的丧亡。再者,储罐的抗震设计现依然采用安全系数法,而这种考虑方法未能反映由于材料、作用的随机性而对储罐产生的影响,因此,运用概率方法对储罐在地震作用下的可靠性分析,能够为更好地进行储罐的抗震设计提供依据。可靠度基本概念是结构可靠性分析的基础,本文首先对其进行介绍,并对结构体系可靠性分析中的结构体系的简化、失效路径的搜索以及体系可靠指标的算法进行了介绍,然后利用软件ANSYS中的可靠度分析模块(PDS)建立储罐的有限元模型,并采用响应面法对储罐在地震作用下的体系可靠度进行了分析。文中主要考虑了储罐在地震作用下的罐壁的破坏问题,认为储罐体系的破坏是由罐壁顶部的强度破坏和罐壁底部的强度破坏两种主要失效模式所组成的串联系统,并将每种失效模式视为由多个并联单元逐步失效而最终形成的。在进行储罐的可靠度分析时,首先根据响应面法拟合出不同失效单元的失效功能函数,并用由MATLAB优化算法中的几何法对其可靠指标和失效概率进行求解;然后通过ANSYS中单元的生死技术杀死失效单元使应力重新分布,寻找后续失效单元,从而搜寻出不同的失效路径,并根据等效线性求交法逐步求得两相继失效单元的等效可靠指标,进而求得整个失效模式的可靠指标;最后确定结构不同失效模式中的最大可能失效模式,并根据结构体系的界限估计法求得储罐在地震作用下的体系可靠指标的范围。