大型原油儲罐焊縫局部缺陷應(yīng)力分析
發(fā)布時間:2022-01-01 18:06
自各國進行大規(guī)模的原油戰(zhàn)略儲備以來,大型原油儲罐被廣泛應(yīng)用,隨著服役期的不斷延長,其安全性越來越受到廣泛關(guān)注。目前為止,對大型儲罐的研究主要集中于儲罐靜強度方法方面,大多是對壁板、底板以及最關(guān)鍵的大角焊縫等位置處的應(yīng)力計算方法的提出,這些方法均為儲罐缺陷的評定奠定了基礎(chǔ)。本文基于相關(guān)研究,結(jié)合斷裂力學的相關(guān)知識,對1×105m3儲罐進行了有限元數(shù)值模擬,對其展開儲罐靜強度和平面缺陷的應(yīng)力強度因子以及凹坑缺陷的局部應(yīng)力分布研究,本文主要的研究內(nèi)容如下:為了建立適于本研究的儲罐模型,本文首先以罐—土接觸模型為基礎(chǔ),建立二維儲罐模型并展開靜強度分析。根據(jù)儲罐底板的變形條件和應(yīng)力分布趨勢,提出了將靜水壓力下與地基保持接觸的底板和整個地基用翹離截面上的位移邊界條件代替的簡化建模方法。這種建模方法使大部分底板與整個地基網(wǎng)格劃分的難度和接觸分析等復雜問題得以解決。簡化模型與完整儲罐模型分析結(jié)果的對比表明簡化模型完全可以代替整體儲罐進行靜強度分析。在對儲罐裂紋進行應(yīng)力強度因子計算之前,需先解決諸如裂紋體的建立、奇異單元的設(shè)置、裂紋體網(wǎng)格的劃分、斷裂命令流的輸...
【文章來源】:東北石油大學黑龍江省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
原油泄漏造成的火災(zāi)
第一章 緒論處(BY-1、BY-35);深度 6.3 mm 共 1 處(BY-10)BY-35);深度 8.0 mm 共 3 處(BY-15、BY-34、BY-3);罐底板最外圈支柱墊板腐蝕嚴重,需更換。受靜油壓的作用下,大角焊縫附近是儲罐應(yīng)力水平最缺陷將是最危險的。而大角焊縫在焊接時由于焊接技能會出現(xiàn)如圖 1.2 所示的焊接缺陷,在腐蝕介質(zhì)的不逐漸形成圖 1.3 所示的焊縫缺陷,其中包括焊縫上的與底板連接處的咬邊或未熔合導致的一些短裂紋和近的熱影響區(qū)的長裂紋。大角焊縫附近應(yīng)力狀態(tài)復縫不同位置時,裂紋尖端的應(yīng)力分布及應(yīng)力強度因也將對凹坑局部應(yīng)力的分布有較大影響。
圖 1.4 全接觸地基模型分析圖述理論的提出與完善,均為準確地計算儲罐應(yīng)力奠定了基礎(chǔ),從剛始,經(jīng)彈性地基理論過渡到罐 土接觸理論,逐漸符合真實工況也逐漸變得復雜。罐 土接觸模型中,需考慮地基的平均彈性模也需要取統(tǒng)一的摩擦系數(shù)等,而這些參數(shù)的確定則需要很大的工觸分析為高度的非線性分析,二維情況下容易實現(xiàn),對于三維的模巨大的儲罐底板,建立復雜接觸的過程需要巨大的計算量來實現(xiàn)罐體結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬數(shù)值分析方法中,有限元技術(shù)快速發(fā)展,在大型儲罐的研究中得到模型的建立是該方法的基礎(chǔ)。不考慮開孔接管和不均勻沉降,使用完整的大型儲罐進行靜力分析時,由于結(jié)構(gòu)幾何對稱,所受荷載也以通常選取二維對稱模型進行分析。該模型的優(yōu)點在于,用很小的成對完整儲罐的靜力分析。目前大多數(shù)對于大型儲罐的靜力強度的模型[8]。也有一些學者,取很小角度的三維儲罐模型(如 1/36)來
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于相互作用積分法對有限厚度半橢圓表面裂紋經(jīng)驗公式的精度分析[J]. 侯帥,朱有利,邱驥,孫曉峰. 機械強度. 2018(06)
[2]三維表面裂紋應(yīng)力強度因子數(shù)值計算方法比較[J]. 肖順,童樂為. 建筑鋼結(jié)構(gòu)進展. 2018(03)
[3]基于相互作用積分方法的裂紋擴展分析[J]. 陳旻煒,李敏,陳偉民. 湖南大學學報(自然科學版). 2018(04)
[4]核電主設(shè)備分析法設(shè)計中應(yīng)力線性化路徑可靠性及優(yōu)化分析[J]. 何錚,常華健,楊培勇,剛直,張鍇,謝永誠,梁星筠. 原子能科學技術(shù). 2017(07)
[5]基于ANSYS軟件的三維裂紋實體建模方法[J]. 魯麗君,李明,劉建平. 濟南大學學報(自然科學版). 2017(04)
[6]儲罐罐底結(jié)構(gòu)失效的數(shù)值分析[J]. 王敏,凌張偉,鄭慕林,唐萍. 壓力容器. 2015(09)
[7]基于相互作用積分法的應(yīng)力強度因子計算[J]. 宮經(jīng)全,張少欽,李禾,張宸宇. 南昌航空大學學報(自然科學版). 2015(01)
[8]大型油罐基礎(chǔ)沉降國內(nèi)外評價標準對比[J]. 石磊,帥健,許葵. 油氣儲運. 2014(08)
[9]非線性分布應(yīng)力對焊接接頭表面裂紋擴展的影響(英文)[J]. 劉剛,高明,黃一. 船舶力學. 2014(03)
[10]大型石油儲罐的風載荷響應(yīng)分析[J]. 宮建國,劉迎圓,蔣力,曾勝,金濤. 壓力容器. 2013(05)
博士論文
[1]大型非錨固儲油罐應(yīng)力分析與抗震研究[D]. 陳志平.浙江大學 2006
碩士論文
[1]壓力容器應(yīng)力分類分析設(shè)計方法改進研究[D]. 黃勛.浙江理工大學 2017
[2]十萬方原油儲罐的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[D]. 宋文婷.西南石油大學 2015
[3]大型油罐的靜強度及動力響應(yīng)分析[D]. 沈建民.浙江大學 2006
本文編號:3562561
【文章來源】:東北石油大學黑龍江省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
原油泄漏造成的火災(zāi)
第一章 緒論處(BY-1、BY-35);深度 6.3 mm 共 1 處(BY-10)BY-35);深度 8.0 mm 共 3 處(BY-15、BY-34、BY-3);罐底板最外圈支柱墊板腐蝕嚴重,需更換。受靜油壓的作用下,大角焊縫附近是儲罐應(yīng)力水平最缺陷將是最危險的。而大角焊縫在焊接時由于焊接技能會出現(xiàn)如圖 1.2 所示的焊接缺陷,在腐蝕介質(zhì)的不逐漸形成圖 1.3 所示的焊縫缺陷,其中包括焊縫上的與底板連接處的咬邊或未熔合導致的一些短裂紋和近的熱影響區(qū)的長裂紋。大角焊縫附近應(yīng)力狀態(tài)復縫不同位置時,裂紋尖端的應(yīng)力分布及應(yīng)力強度因也將對凹坑局部應(yīng)力的分布有較大影響。
圖 1.4 全接觸地基模型分析圖述理論的提出與完善,均為準確地計算儲罐應(yīng)力奠定了基礎(chǔ),從剛始,經(jīng)彈性地基理論過渡到罐 土接觸理論,逐漸符合真實工況也逐漸變得復雜。罐 土接觸模型中,需考慮地基的平均彈性模也需要取統(tǒng)一的摩擦系數(shù)等,而這些參數(shù)的確定則需要很大的工觸分析為高度的非線性分析,二維情況下容易實現(xiàn),對于三維的模巨大的儲罐底板,建立復雜接觸的過程需要巨大的計算量來實現(xiàn)罐體結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬數(shù)值分析方法中,有限元技術(shù)快速發(fā)展,在大型儲罐的研究中得到模型的建立是該方法的基礎(chǔ)。不考慮開孔接管和不均勻沉降,使用完整的大型儲罐進行靜力分析時,由于結(jié)構(gòu)幾何對稱,所受荷載也以通常選取二維對稱模型進行分析。該模型的優(yōu)點在于,用很小的成對完整儲罐的靜力分析。目前大多數(shù)對于大型儲罐的靜力強度的模型[8]。也有一些學者,取很小角度的三維儲罐模型(如 1/36)來
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于相互作用積分法對有限厚度半橢圓表面裂紋經(jīng)驗公式的精度分析[J]. 侯帥,朱有利,邱驥,孫曉峰. 機械強度. 2018(06)
[2]三維表面裂紋應(yīng)力強度因子數(shù)值計算方法比較[J]. 肖順,童樂為. 建筑鋼結(jié)構(gòu)進展. 2018(03)
[3]基于相互作用積分方法的裂紋擴展分析[J]. 陳旻煒,李敏,陳偉民. 湖南大學學報(自然科學版). 2018(04)
[4]核電主設(shè)備分析法設(shè)計中應(yīng)力線性化路徑可靠性及優(yōu)化分析[J]. 何錚,常華健,楊培勇,剛直,張鍇,謝永誠,梁星筠. 原子能科學技術(shù). 2017(07)
[5]基于ANSYS軟件的三維裂紋實體建模方法[J]. 魯麗君,李明,劉建平. 濟南大學學報(自然科學版). 2017(04)
[6]儲罐罐底結(jié)構(gòu)失效的數(shù)值分析[J]. 王敏,凌張偉,鄭慕林,唐萍. 壓力容器. 2015(09)
[7]基于相互作用積分法的應(yīng)力強度因子計算[J]. 宮經(jīng)全,張少欽,李禾,張宸宇. 南昌航空大學學報(自然科學版). 2015(01)
[8]大型油罐基礎(chǔ)沉降國內(nèi)外評價標準對比[J]. 石磊,帥健,許葵. 油氣儲運. 2014(08)
[9]非線性分布應(yīng)力對焊接接頭表面裂紋擴展的影響(英文)[J]. 劉剛,高明,黃一. 船舶力學. 2014(03)
[10]大型石油儲罐的風載荷響應(yīng)分析[J]. 宮建國,劉迎圓,蔣力,曾勝,金濤. 壓力容器. 2013(05)
博士論文
[1]大型非錨固儲油罐應(yīng)力分析與抗震研究[D]. 陳志平.浙江大學 2006
碩士論文
[1]壓力容器應(yīng)力分類分析設(shè)計方法改進研究[D]. 黃勛.浙江理工大學 2017
[2]十萬方原油儲罐的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[D]. 宋文婷.西南石油大學 2015
[3]大型油罐的靜強度及動力響應(yīng)分析[D]. 沈建民.浙江大學 2006
本文編號:3562561
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