地震作用下储液罐的提离效应

本文根据作者提出的考虑了罐底板柔性及地基弹性作用的动力提离分析模型,对地震作用下储液罐的动力提离效应进行了探讨。对比电算结果表明,不能作出考虑了提离比不考虑提离动力响应就会肯定增大或肯定减小的简单结论;动力提离效应则与罐本身的动力特性、地震波的频谱特性以及地基的弹性大小等有关。     

基于流固耦合理论的立式储液罐抗震数值分析

建立基于流固耦合理论的立式储液罐非线性数值模型,并在地震荷载作用下对其进行罐底提离机理探讨以及罐壁象足和钻石变形仿真分析。结果表明,考虑罐壁与液体、罐底与基础接触的模型是有效的,由于液体晃动产生的倾覆力矩作用使罐壁受拉侧罐底边缘倾向于脱离地基,形成罐底提离,从而导致罐壁象足变形的屈曲破坏。     

大型储液罐的地震反应分析

近年来地震频发,大型储液罐的抗震安全性则显得尤为重要.针对大型储液罐的地震反应进行了研究,首先建立了大型储液罐的有限元模型,然后对该模型进行模态分析得到大型储液罐的动力特性,最后通过地震激励得到大型储液罐的地震反应.通过结果分析表明,对于不考虑流固耦合的储液罐来说,不会出现"象足"失稳现象.研究为大型储液罐的抗震设计和抗震性能的研究提供了参考.     

储液罐子结构数值仿真分析

由于有限元仿真需要假设材料性能,难以真实全面的反映储液罐的地震响应;而振动台试验只能完成较小比例的模型试验,与储罐原型差距很大。为此,提出了储液罐子结构振动台试验方法。采用Malhotra力学模型,将储液罐划分为试验子结构(罐底和土体)和数值子结构(储罐和液体)两部分。试验子结构放在地震模拟振动台上进行试验研究,数值子结构部分由计算机进行模拟。仿真计算表明:储液罐子结构仿真结果与全结构的非常吻合,仿真计算的储罐基底剪力与规范算法接近。     

储油罐模型的静态倾斜试验及理论分析

为研究地震破坏中储油罐损坏与罐体翘离的关系，设计了储油罐模型在不同地基上的静态倾斜试验，分别采用梁的小变形法和非线性有限元法，建立了储液罐翘离反应的力学模型，并进行储油罐翘离静力分析．结论为：非线性有限元法与梁的小变形法计算结果接近；软基上罐的翘离量大约是硬基上的2倍多，但硬基上罐壁轴向压力约为软基上的1．1～1．4倍；容量3000m^3及小于3000m^3的高罐比大容量的矮罐受翘离的影响大．     

储液罐的抗震研究史

储液罐的抗震研究主要分为锚固储液罐和无锚固储液罐两大类，本文简单回顾了国内外在这两种储液罐抗震研究方面所做的工作．重点阐述了近年来我国学者在无锚固储液罐抗震方面所做的工作及获得的成果，并指出了存在的问题和今后研究工作的发展趋势。     

LNG FPSO液舱内储液晃动特性的数值模拟

研究液化天然气(LNG)低温大型SPB型储液罐在海上运动过程中晃动引起的对液舱壁面产生的动侧压力、储液的气液混合情况、储液的晃动幅度及液舱内压力分布。基于VOF(volume-of-fluid)模型模拟二维SPB型液舱内储液的晃动特性,并利用试验数据对模型的计算结果进行了验证。结果表明:模拟数据与试验数据吻合较好;晃动幅度与运输船的初始速度有关,初始速度越大,晃动就越剧烈;不同储液充满率引起的晃动不同,充满率越大,晃动的幅度越小,有利于减小储液的晃动;在液舱内合理的设置阻流板有利于抑制晃动。     

2万m3储液罐隔震应力分析

采用ANSYS有限元软件,分别在锚固和非锚固情况下对某2万m³储液罐进行了隔震前后的地震响应分析,并考查了隔震装置的隔震基频和阻尼比的变化对储液罐隔震的影响。以动力响应中的最大应力值来评价隔震装置的隔震效果,以此分别确定了储液罐在锚固和非锚固状况下隔震装置的最佳隔震基频和阻尼比。     

基于Flac3D的大型储液罐基础环梁拉力分析

采用Flac3D商用软件对大型储液罐的充水试验进行数值模拟,并对储液罐、基础环梁和地基土层组成的耦合系统进行动力计算,考察环梁在静动力荷载作用下的响应规律以及影响环梁环向拉力的主要因素.研究表明,环梁环向拉力随试水分级加载而逐级增大,水平地震作用下,环梁环向拉力在静荷载引起拉力的基础上累积增加;垫层材料对环梁环向拉力的影响较大,采用灰土石垫层时,环梁环向拉力比采用素土垫层小18.3%;与数值计算结果相比,按规范公式计算静荷载作用下基础环梁的最大环向拉力偏大42%.     

大型储罐地震作用下罐壁抗失稳可靠度分析

大型储罐在地震作用下的典型破坏形式是"象足"屈曲破坏,而轴向压应力是"象足"屈曲破坏的主要因素。结合实际工程情况,运用大型通用有限元分析软件Adina对大型储罐在不同地震烈度、储液深度下的罐壁轴向压应力进行地震作用下的数值模拟,并运用可靠性分析的JC法,分析大型储罐不同储液深度、不同地震烈度下的罐壁抗失稳可靠度情况。结果表明:在同一地震烈度下,随着储罐储液深度的增加,储罐罐壁的轴向压应力将随之增大;大型储罐同一地震烈度下储液深度越大,罐壁轴向抗失稳可靠度越低;在实际工程设计中应该首先进行工程场地地震安全性评价,尽可能避开地震带。     

基于MCGS组态软件的PID液位控制

以THJ-2高级过程控制实验装置为基础,采用串级PID控制方法设计建立了双容水箱的数学模型,构成了以上水箱液位为副参数、下水箱液位为主参数的液位串级控制系统,在组态软件MCGS中进行了实现,实验测试结果表明,系统实现了对过程参数的无稳态误差控制,具有良好的稳态性能和动态性能。     

基于多功能加载系统的全机械式桩基模型试验装置研发

在借鉴国内外学者关于桩基模型试验装置研究经验的基础上,自主研发了基于多功能加载系统的全机械式桩基模型试验装置,该装置可实现抗压、抗拔、水平桩基模型试验的加载。其桩基模型试验系统主要由模型槽、加载系统、测量系统等组成,模型槽全机械连接,可根据试验需求设置不同的长、宽、高;全自动加载系统可实现每级荷载的稳压要求,并且电脑自动控制和采集,试验的精确性和可靠性大幅度提高;全自动加载系统具有两向或三向同时加载的功能,可模拟桩基在不同工况下的承载性能。采用该装置进行了Y形桩抗压、抗拔、水平单桩模型试验,验证了该试验装置和加载系统的可行性和可靠性。     

基于超声Lamb波技术的储罐底板缺陷检测

 针对储油罐底板长期服役过程中罐底边缘板常发生腐蚀的情况,研发出一种超声Lamb波检测技术,开展了相关实验研究并设计了一套储罐检测自动化装置。对14mm大厚度钢板进行了仿真分析,计算出激发角度曲线,得出其A0模态Lamb波最佳激发角度为70°。设计加工了某2万m³成品油储罐底板1:1实验模型,并使用设计的UT350平板导波检测系统在该模型板上开展了实验,当激励信号频率为490kHz时检测结果最佳。实验结果表明Lamb波A0模态的低频脉冲信号能实现对大型钢板的缺陷检测,具有较好的缺陷识别能力。设计了一套能紧贴储油罐壁自动行走的储罐底板自动化检测装置,该装置可根据储罐边缘板自动调节传感器角度和压紧力,能根据检测效果调节行走速度。实现了对储罐底板缺陷连续、高效、稳定的在线检测过程。研究结果和设计装置实现了对储油罐底板缺陷检测,为储罐安全运行提供了保障。     

软土地区储罐群地基沉降的三维数值模拟

在软土地区修建储罐群的过程中,不均匀沉降成为工程的主要控制因素之一.由于沉降问题受到储罐间距、孔隙水压力变化等动态因素的影响,使得问题的解决趋于复杂.运用FLAC~(3D)数值模拟软件,建立三维非线性有限差分模型,综合各种变化因素的影响,研究软土地区不同净距的储罐群地基的变形及应力分布,模拟分析不同净距对储罐沉降和沉降差的影响.结果表明,在考虑地基土附加应力和超孔隙水压力共同作用时,储罐净距为0.6D(D为储罐直径)左右时比较合理.     

晃动分量对储罐地震响应的影响研究

基于Haroun模型,考虑罐壁液固耦联及罐体的平动和转动,将储罐体系简化为三质点体系力学模型,罐内液体质量等效为对流质量、脉冲质量和刚性质量,通过时程分析法计算储罐的地震响应,并与不考虑液体晃动分量影响的两质点体系的地震响应进行对比,分析晃动质量对储罐抗震的影响。以系列储罐为例,分析两种体系不同场地储罐的地震响应。结果表明：通过两质点体系模型计算的基底剪力和基底弯矩与三质点体系的计算结果相差不大,实际工程中,可以按照两质点进行计算分析;按照三质点体系模型进行计算能够得出液体的晃动波高,利于分析液体晃动对浮顶产生的影响,因此在进行储罐抗震计算时,将储罐简化为考虑液体晃动分量的三质点体系力学模型便于分析晃动效应。     

工业包装线上开口容器内液体的晃动控制

研究了工业包装线上开口容器内液体的晃动控制，建立了矩形容器、圆柱形容器和一般直立旋转对称容器线性充液控制系统的状态方程．采用能量最优控制方案，得到了线性控制律，计算得到了运动时间步长与液面波高响应的关系曲线，并对矩形容器的晃动控制进行了数值仿真实验．比较了理论结果与仿真结果的差别，以及对液体晃动残余能量影响的分析，给出了线性模型的适用范围．     

曳力模型对发送罐内两相流动及出料特性的影响

曳力是表征气固相间作用的关键参数,以欧拉双流体模型为基础,以Gidaspow、Syamlal-O'Brien和Huilin曳力模型为研究对象,分析不同曳力模型对罐内两相流动和出料特性的影响。将不同入口气速下的出口质量流量与实验数据进行对比,分析不同曳力模型适用的入口条件。计算结果表明:根据入口速度与模型的匹配度,可将曳力模型划分为三个区间;G区的Gidaspow模型,罐内速度和湍动程度最大并且与实验数据吻合度最高;Syamlal-O'Brien的计算结果略小于Gidaspow模型;只有在S区,Syamlal-O'Brien才与实验值较为吻合;用Huilin模型计算的整体速度和质量流量最小,当速度增大到0.15 m/s以上的h区才与实验结果接近,为发送罐内两相流动的研究提供理论依据。     

BP神经网络在车辆制动性能预测中的应用

首先建立了车辆制动过程数学模型,利用该数学模型对JS2310农用运输车的制动性能进行了计算机仿真,并与试验结果进行了比较,表明模型是正确的为进一步提高该车辆制动性能预测的精度,引入了神经网络技术使用BP网络对不同条件下的多次仿真结果进行第一步学习,将数学模型转化为车辆制动性能预测的神经网络模型,再进一步使用整车部分试验结果对已得到的神经网络进行训练,得到最终的预测模型结果表明使用神经网络模型可以提高车辆制动性能预测的精度     

基于PCL语言A型液罐舱内部压力自动加载系统

通过MSC.PATRAN内置的PCL语言二次开发出液货船的A型液罐舱内部压力自动加载系统,且考虑船舶运动所引起的三个方向(纵向、横向与垂向)的液货质心加速度所引起的内部压力,分析了三维简化处理方法与全三维方法的加速度结算结果。最后考虑在满载出港和部分装载出港工况下,采用上述两种方法对液罐舱的结构进行有限分析计算。