一种新型网壳储罐支座结构和其优化.pdf

一 种新型网壳储罐的支座结构及其优化 刘力歌 ，冯文卓 ，高 欢 ，陈志平 ，王 斌 ，江 涛 ，吴致莹 ，王书旭 (1．浙江大学 化工机械研究所，浙江 杭州 310027；2．中国石油工程建设公司 华东设计分公司， 山东 青岛 266071) 摘 要：为满足网壳储罐大型化过程中网壳顶与罐壁连接处的安全性要求，基于已有的网壳支座，提 出了一种结构简单、受力明确的新型网壳储罐支座结构。借助ANSYS建立了大型网壳储罐的整体 模型，对比分析了采用新型支座结构与直接焊接结构的网壳储罐在强度、刚度、整体稳定性等方面 的性能表现；运用ANSYSWorkbench优化工具，对新型支座结构的主要尺寸进行了优化设计。研 究表明：与直接焊接结构相比，新型支座结构可通过构件间转动、释放网壳顶中的不利应力、改善连 接处应力分布，可适用于大型拱顶网壳储罐；同时经优化设计，提高了新型支座结构的经济性和轻 量化。 关键词：支座结构；大型拱顶网壳储罐；结构约束；优化设计 ；轻量化；数值模拟 中图分类号：TH49；TE821 文献标志码：A 文章编号：1001—4837(2016)02—0030—05 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2016．02．005 A New BearingStructureofLargeStorageTankswith A ReticulatedShellDomeand itsOptimization LIU Li—ge ，FENG W en—zhuo ，GAO Huan ，CHEN Zhi—ping ，W ANG Bin ， JIANG Tao，WUZhi—ying，WANG Shu—xC (1．InstituteofProcessEquipment，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China；2．HuadongDesign Branch，ChinaPetroleumEngineeringConstructionCorp，Qingdao266071，China) Abstract：InordertosatisfythesecuritydemandO theconnectionbetweenthereticulatedshelldomeand thetankshell，anew simpleandstressingdefinitelybearingsturctureforlargestoragetankswithareticula— tedshelldomeisproposedbasedonexistingconnectingsturcture．TheANSYSischosenofrtheanalysis，the FiniteElementmodeloflargestoragetankswithareticulatedshelldomeissetupandtheperformanceof largestoragetanksbetweennew bearingsturcturesand directlywelded sturcturesin aspectsofstrength， stiffnessandwhole stability isanalyzedand compared．Applyingoptimization toolbox ofANSYSWork— bench，maindimensionsofthenew bearingsturctureareoptimizedanddesigned．Researchresultsshowthat comparedwithdirectlyweldedstructures，thenewbearingsturcturecanreducetheadversestressinreticu— latedshelldome，improvethestressdistributionoftheconnectionbytherotationamongcomponents，which indicatesthatthenew bearingstructureissuitableofrlargestoragetankswithareticulatedshelldome；the economyandlightweightofthenew bearingsturcturecanalsobeimprovedbytheop