IMO7型可移动罐柜设计中的有限元分析

论文摘要

天然气产业快速发展是当今世界能源领域最重要的一大特点,天然气有效利用对实现经济、社会和环境的协调发展具有十分重要的战略意义。天然气“西气东输”工程是国家实施西部大开发、发展西部经济、优化我国能源结构的重大举措。随着“西气东输"计划的实施,对储运天然气的可移动罐柜等储运设备的需求量日益增长。 由《国际海运危险货物规则》来定义的IMO7型可移动罐柜(配有装运冷冻液化气体所必须的各种附属和结构设备的隔热型可移动罐柜)可以满足储运天然气等冷冻液化危险气体的要求。 由《国际海运危险货物规则》来定义的可移动罐柜在设计过程中除应满足一些基本的使用要求外,罐柜的设计需要至少能承受所装物质的内部压力以及在正常运输条件下的静态、动态和热负荷等不会造成内容物流失。在设计中还需要考虑在可移动罐柜使用寿命中由于不断地承受上述应力而造成的疲劳作用。 《国际海运危险货物规则》中规定:符合1972年《国际集装箱安全公约》中“集装箱”定义的任何形式的可移动罐柜,需要符合经修正的1972年《国际集装箱安全公约》的规定。 本文利用ANSYS有限元分析软件对某厂设计的运输冷冻液化气体的IMO7型可移动罐柜在实际装卸、运输过程中可能承受的内部压力、静态、动态和热负荷以及1972年《国际集装箱安全公约》规定的各种工况进行分析。从而为可移动罐柜的设计分析提供了理论依据。

论文目录

• 绪论
• 第1章 概述
• 1.1 IMO7型可移动罐柜在国内的开发、检验现状
• 1.2 可移动罐柜
• 1.3 可移动罐柜的设计依据
• 1.3.1 基本标准（可移动罐柜设计、检验中必须依据的标准）
• 1.3.2 可选择标准
• 1.3.3 附加标准
• 1.4 对IMO7型可移动罐柜进行有限元应力分析的意义
• 第2章 有限元模型的建立
• 2.1 有限元分析的基本思想和主要步骤
• 2.1.1 有限元分析的基本思想
• 2.1.2 有限元分析的主要步骤
• 2.2 建立几何模型的方法
• 2.3 IMO7可移动罐柜几何模型的建立原则
• 2.4 建立有限元模型需要的单元类型
• 2.5 定义实常数
• 2.6 定义材料属性
• 2.7 定义坐标系
• 第3章 载荷、约束条件及工况组合
• 3.1 载荷分类
• 3.1.1 机械载荷
• 3.1.2 温差载荷
• 3.1.3 惯性载荷
• 3.2 工况的组合
• 3.3 边界约束条件和节点位移耦合约束条件
• 3.3.1 边界约束条件
• 3.3.2 节点位移耦合约束条件
• 第4章 强度、位移分析的判断条件
• 4.1 位移极限
• 4.2 应力极限
• 第5章 IMO7型可移动罐柜的热应力分析
• 5.1 热-结构耦合分析原理及步骤
• 5.2 罐柜的CAD模型
• 5.3 有限元分析过程
• 5.3.1 定义工作文件名及工作标题
• 5.3.2 定义单元类型及材料属性
• 5.3.3 建立几何模型
• 5.3.4 生成有限元模型
• 5.3.5 施加载荷及求解
• 5.3.6 后处理
• 5.3.7 间接法计算可移动罐柜的热应力
• 5.4 热应力分析结果
• 第6章 IMO7型可移动罐柜工况应力分析
• 6.1 运行方向（工况1）应力分析
• 6.1.1 建立有限元模型
• 6.1.2 施加约束
• 6.1.3 施加载荷
• 6.1.4 求解与后处理
• 6.2 水平方向（工况2）应力分析
• 6.2.1 建立有限元模型
• 6.2.2 施加约束
• 6.2.3 施加载荷
• 6.2.4 求解与后处理
• 6.3 垂直向上（工况3）应力分析
• 6.3.1 建立有限元模型
• 6.3.2 施加约束
• 6.3.3 施加载荷
• 6.3.4 求解与后处理
• 6.4 垂直向下（工况4）应力分析
• 6.4.1 建立有限元模型
• 6.4.2 施加约束
• 6.4.3 施加载荷
• 6.4.4 求解与后处理
• 6.5 压力试验（工况5）应力分析
• 6.5.1 建立有限元模型
• 6.5.2 施加约束
• 6.5.3 施加载荷
• 6.5.4 求解与后处理
• 6.6 有限元结果分析
• 6.6.1 节点位移分析结果
• 6.6.2 节点应力分析结果
• 结论
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 参考文献
• 附录1:运行方向工况分析图片
• 附录2:水平方向工况分析图片
• 附录3:垂直向上工况分析图片
• 附录4:垂直向下工况分析图片
• 附录5:压力试验工况分析图片
• 研究生履历