论文部分内容阅读
随着世界能源的巨大需求,作为烃类燃料的存储容器—双壁低温储罐发展迅速。但是由于自身结构的特殊性,一旦在地震中遭到破坏,将对社会和环境造成严重的灾害。为了研究双壁低温储罐的抗震性能,本文选取某设计院设计的容积为5万立方米的LPG双壁低温钢制储罐,通过有限元软件ANSYS Workbench对其进行抗震分析。主要工作包括以下几个方面:介绍了双壁低温储罐的基本结构和类型,以及计算理论和力学模型。分别建立了内外罐分开的独立模型和连接在一起的整体三维有限元模型,考虑内罐的液固耦合作用和内外罐的相互作用。首先进行自振特性分析,结果表明:整体结构和独立结构的内罐液固耦合振动形式均为梁式阵型,频率相差不大,说明外罐对内罐的影响较小;独立外罐为高频振动,阵型为环向多波阵型,整体结构时外罐为梁式阵型,自振频率较小,说明内罐液固耦合振动对外罐的影响很大。随着储液高度的增加整体储罐自振频率加大。选取OBE、中震和SSE三种地震工况对整体储罐进行有限元分析,结果表明:三种工况下储罐的等效应力均没有超过材料的屈服极限,而在SSE工况下内罐的轴向应力超过了罐壁的稳定许用临界应力,将发生失稳破坏。内罐和外罐的水平位移很小,不会发生保温层脱落现象。储罐的危险区域主要有:内外罐罐壁下部和外罐罐壁顶部此区域内环向应力、轴向应力均较大,容易引发金属罐壁失稳破坏;内罐罐壁底部至中部环向应力较大,容易发生“褶皱”屈曲破坏;内外罐罐壁与地板连接处和外罐罐壁与穹顶连接处连接处应力和位移波动较大,容易引起焊缝的开裂。通过将有限元分析与国内外规范对比可知,我国的对于储油罐抗震计算的标准偏于保守,对双壁低温储罐的适应性偏低。