大型储罐屈曲失效及修复的有限元模拟.pdf

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大型储罐屈曲失效及修复的有限元模拟

第七届全国压力容器设计学术交流会议交流论文选登(一) 大型储罐屈曲失效及修复的有限元模拟 苏文献,韩 超 (上海理工大学 化工过程机械研究所,上海 200093) 摘 要:结合工程 中一个真实储罐吸瘪及修复的案例,利用ANSYS软件 ,首先采用非线性有限元法 分析薄壁储罐由温差等原因引起的弹塑性屈曲,比较数值分析的结果与真实情况的异同;继而探讨 储罐的修复 问题,模拟用水静压法修复后的应力状态,检验其修复后是否能继续投入使用。 关键词:储罐;吸瘪;修复;有限元分析 中图分类号:TQ053.2;0241.82 文献标识码:B 文章编号:1001—4837(2011)01-0051—07 doi:10.3969/j.issn.1001—4837.2011.O1.011 FiniteElementSimulation ofCollapseandRestoration ofLarge——sizeStorageTank Shell SU W en—xian,HAN Chao (InstituteofChemicalMachineryProcessEquipment,UniversityofShanghaiforScienceandTechnol- ogy,Shanghai200093,China) Abstract:Integratingwithapracticalstoragetank,adoptnonlinearfiniteelementmethodtoanalyzethee— lastic——plasticbucklingofathinwallstoragetankshellinducedbytemperaturedifferenceorotherYea-- sonsusedANSYS,thencomparedthenumericalanalysisresultwith thereality;subsequentlydiscusthe restorationofthestoragetank,simulatingstressstateafterrepairedbyhydrostaticpressureandevaluating whetherthetankcancontinuetoputintocommission. Keywords:storagetank;collapseorbuckling;repair;finiteelementanalysis 不能恢复原状,即发生了屈 曲或称为失稳。 0 引言 在实际的工程操作中,多种原因可能引起储 罐的失稳。如罐顶的呼吸阀、阻火器和通气管等 储罐作为油品和各种液体化学品的储存设 安全附件失效,导致罐内呼吸不畅或系统堵塞;外 备,是石油化工装置和储运系统设施的重要组成 界气温变化大,如下暴雨时气温骤降,热效应引起 部分,应用十分广泛。由于储罐的大型化带来的 的油罐吸气量非常大…,实际能补进的空气量远 稳定性问题是当前立式圆筒形储罐研究的重点问 不能满足热效应引起的吸气量之需,从而使罐内 题之一。常压储罐设计压力较低,壳体壁厚较薄, 产生很大的负压导致抽瘪,违章操作,台风载荷持 若罐内负压增大到某一值时,壳体会突然失去原 续作用等 ]。出现的扁瘪变形一般都是以有规 来的形状,被压扁或出现波纹,载荷卸去后,壳体 则的波状形式向内凹瘪,波形数可以是2,3,4以 · 5l · 大型储罐屈曲失效及修复的有限元模拟 至多个,圆形截面的壳体变形后就可能成为扁椭

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