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《华东理工大学》 2012年
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单容式低温液化气体储罐外罐有限元分析

刘先禹  
【摘要】:低温液化储罐的顶部平台管道载荷对储罐设计的影响一直是储罐设计的难题,由于储罐平台管道对罐顶载荷分布的不确定性造成储罐局部应力的不确定性,通常基于估计的均布载荷来进行储罐设计会带来储罐设计结果的不确定性。本文以某项目30000立方单容式低温液化储罐为研究对象,研究了储罐在安装工况,操作工况,风载工况,试验工况下的应力分布,并对均布外压下的稳定性进行了线性和非线性屈曲分析。 储罐的静力分析。采用shell93壳单元以及beam189梁单元离散储罐模型,分不同工况对外罐施加重力,平台集中载荷,活载荷,风载荷,真空载荷,设计压力及试验压力等,对储罐底部施加固支约束条件,发现最上一圈壁板在平台区域正下方有局部轴向压缩应力超标现象,经增加壁厚后对储罐的壁板双向应力、抗压环区环向应力以及罐顶应力强度等做了应力校核,校正了初始设计(除了最上圈壁板受集中力影响区域)。 储罐的线性屈曲分析。通过人工放大活载荷的方法进行多次线性屈曲分析,求得屈曲算子为1时的或载荷放大倍数和一阶屈曲模态作为非线性分析基础。 储罐的非线性屈曲分析。以一阶屈曲模态作为缺陷分布基准,按照标准规定的建造最大局部不圆度为最大初始缺陷。对储罐进行进一步的非线性屈曲分析,验证了储罐罐壁及拱顶的外压屈曲稳定性系数。并和线性屈曲分析及线性静力分析的结果进行了对比。
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