论文摘要
石油及石油产品的广泛应用以及各国石油储备量的日益增加,直接导致储液罐使用量的增长。油罐储存的各种液体比如液态烃、有毒甲醇等都具有易挥发、易燃、易爆的特性。而且储油罐区一旦发生爆炸其后果常常是灾难性的。球形储液罐,因其节约钢材、承载能力强、占地面积小等诸多优点而成为储油罐区应用较多的一类储存设备。然而由于爆炸冲击荷载的特殊性以及球罐结构形式的复杂性,对球罐在爆炸冲击波作用下的动力响应研究的很少。因此针对上述问题展开的相关研究具有很大的现实意义。本文利用有限元计算软件ANSYS/LS-DYNA对球形储液罐进行建模以及爆炸冲击波加载计算。首先,通过与已有研究成果对比验证了本文计算模型的可靠性。然后,通过计算分析得出球罐内部以及外部分别发生爆炸时结构响应的特点。另外,本课题还对相关因素对球罐响应的影响进行了研究。本文主要进行了如下的研究工作并得出了相关结论:1、利用ANSYS的建模功能及LS-DYNA提供的模拟爆炸的功能、流固耦合功能等实现了球罐在爆炸冲击荷载作用下动力响应的计算,并通过与已有研究成果对比证明了本文计算模型是可靠的。2、对球罐外部发生爆炸的情况进行了模拟计算,并对计算结果进行了分析。得出了球罐上作用荷载的特点以及结构本身的变形、破坏、应力分布和运动形式等诸多响应的特点。3、对球罐内部发生爆炸的情况进行了计算分析,得出了内部爆炸时球罐的动力响应特点。4、通过改变计算模型中相关参量,研究了爆炸荷载大小、冲击方位、储液状态等因素对球罐响应的影响特点。这些影响特点的研究有助于更加全面的了解球罐在爆炸荷载下的响应特点。最后得出结论并提出了相关展望。