【摘 要】
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球罐因占地面积小、耗费钢材少和工程量小等优点逐渐成为我国战略原油储备库的重要设备。球罐支柱作为其主要的承载结构,由于受到安装施工和土壤等环境因素影响将产生沉降和偏移。沉降和偏移一旦达到一定程度,球罐将因局部受力不均而发生屈曲失稳或破坏。因此本文选取一2000m3的球罐为研究对象,开展了球罐在支柱沉降和偏移下的静力学和屈曲分析,具体的研究工作如下:（1）分析总结弹塑性理论、弹塑性本构模型、热—结构耦
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球罐因占地面积小、耗费钢材少和工程量小等优点逐渐成为我国战略原油储备库的重要设备。球罐支柱作为其主要的承载结构,由于受到安装施工和土壤等环境因素影响将产生沉降和偏移。沉降和偏移一旦达到一定程度,球罐将因局部受力不均而发生屈曲失稳或破坏。因此本文选取一2000m3的球罐为研究对象,开展了球罐在支柱沉降和偏移下的静力学和屈曲分析,具体的研究工作如下:（1）分析总结弹塑性理论、弹塑性本构模型、热—结构耦合方法和屈曲分析方法。确定了球罐采用线性强化的弹塑性本构模型和服从Von Mises屈服准则的随动强化规律;热—结构耦合采用间接耦合法,屈曲分析采用弧长法。（2）使用Solidworks建立球罐计算域三维模型并使用ANSYS MESH对其进行网格划分;通过间接的热—结构耦合法将球罐热分析的温度场结果导入静力学分析模型,分析了环境温度对球罐最大应力和最大位移的影响;进一步分析了支柱沉降和偏移对球罐支柱和球壳应力的影响,得到了支柱和球壳应力随支柱沉降和偏移的变化规律。（3）基于弧长法的屈曲分析方法,再通过间接的热—结构耦合法将热分析温度场结果导入屈曲分析模型,分析了球罐在支柱沉降和偏移下的屈曲响应。得到了球罐在支柱沉降和偏移下的极限值和屈曲变形规律。（4）通过实验测试了支柱应力,并与数值模拟结果进行对比验证了该模型的准确性;运用全站仪的三角高程法和测距原理测得现场球罐支柱的沉降和偏移数据,通过数值模拟求解球罐在实测沉降和偏移数据下的屈曲响应;对超标的支柱沉降和偏移进行修复,再通过数值模拟进行校验。
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