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.     

带环形弹性顶盖圆柱形储液罐的流-固耦合特性

研究带有环形弹性顶盖的刚性圆柱罐在充满液体时的流-固耦合振动特性.将液体域分割成一个圆柱形子域和一个圆环柱形子域,从而保证在2个子域内的液体速度势函数为C1类连续函数并具有连续的边界条件.利用分离变量法和叠加原理求得各子域内液体速度势的解析解,利用环形顶盖的干模态来展开环形顶盖的湿模态.对液体子域间的界面连接条件和自由表面波条件作级数展开:沿液体深度方向作Fourier展开,沿径向作Bessel展开.截断级数得到环形顶盖与液体耦合振动的特征方程.比较了数值结果与有限元法结果,显示出很好的一致性.     

地震力作用下刚性旋转壳储液罐液体动力反应的有限元分析

本文利用有限单元法分析了在水平地震作用下刚性旋转壳储液罐液体的动力反应。理论分析与形成有限单元公式所作的基本假设是罐内液体为理想流体以及它的流动是无旋、无源和无汇的。 上述问题只有在圆柱形罐时才有解析解。根据理论分析与本文所建立的有限元公式设计了计算机程序,用它算出的储液罐内液体晃动的固有频率与地震动力反应值与解析解相比具有很好的精确度。我们利用这一程序计算还得出:尽管Housner's法是一种近似法,它只能求出液体晃动的基频,但该法具有相当的精确度。     

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。     

钢制储液罐的Lyapunov特征指数及弹性动力失稳

为全面评估钢制储液罐在地震激励下的动力稳定性能,由压力-位移格式的流固耦合模型建立等效动力扰动方程,采用时变几何刚度矩阵参数化结构域抗力,修正广义扰动变量并实时调整向量模长,进而步进求解动态Lyapunov特征指数,分别在简谐地面加速度与地震激励下对某10万m3油罐进行动力稳定分析.结果表明:上述Lyapunov方法确定的动力不稳定域与Floquet方法基本一致;Lyapunov方法与B-R准则法计算的临界地震动峰值存在10%左右的最大相对误差;抗风圈有助于抑制动力不稳定域并提高临界地震动峰值.上述Lyapunov方法适用于二阶动力系统,可考虑地震持时影响且不限制地震波特性,大幅降低了动力稳定分析的计算成本并能满足工程应用精度.     

储液罐在地震作用下的“象足”失稳分析

推导了在应变的非线性项中除考虑壳体法向位移外还考虑切向位移的几何关系。根据建立的非线性几何关系和线性本构关系推导了初应力刚阵。应用振型分析法和参变振动知识建立了动力稳定性的分析方法。运用该法对1976年唐山地震中发生“象足”屈曲的1000m~3储油罐进行了分析,表明:这些储油罐在1976年的唐山地震中某些圆形振型处于非动力稳定状态,可见动力失稳是“象足”屈曲的原因之一。     

储液罐的动力提离

本文提出了一种新的考虑了底板柔性和地基弹性的储液罐动力提离摸型,计算了储液罐在动荷作用下的提离历时形状,计算结果与文献中的实验结果相吻合。     

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。     

液—罐体系的动力特性和地震反应

储有液体的圆筒罐受地震作用。假设液体是理想不可压缩的,其运动是无旋的,重力波是线性小振幅的。首先将罐体当作刚体,求得罐内液体自由表面波的各阶自振频率与振型,以及罐壁、罐底的动压力分布。随后分析液体与结构的相互作用,问题归结为顶端带有集中质量的伸臂梁在地震扰动和液动压力作用下的剪切型振动。分别求得了罐体质量与地震干扰因子的增长系数以及罐体自振频率与阻尼比的折减系数;还求得地震作用下罐壁上液动压力的分布。上述分析结果均分别用简明的公式表达,并对常用的储油罐系列绘成动力特性曲线,以便于工程应用。     

储液罐自动化焊接质量分析与控制

通过跟踪空调压缩机储液罐的整个制作过程，分析影响焊接质量的主要原因，提出以过程控制为目标的控制方法，从而有效提高异种金属的焊接质量和效率。     

贮液罐结构水弹性抗震分析

本文按有限元法导出了回转壳的刚度阵和质量阵，并用有限元法与源汇法 相结合的方法导出了该容器中液体的刚度阵（重力引起的）与质量阵，把它们 相应地加在一起就可用于对贮液罐作水弹性抗震分析。同时，对文中两个具有 柱支承的贮液罐，因其在水平地震时其周向主要呈ｃｏｓθ变形，于是，可利用 “子结构”的概念来处理当回转壳轴对称性被破坏时所出现的富氏系数耦联问 题。最后，为了使贮液罐抗震分析得到简化，本文又在上面计算分析的基础 上，按梁变形理论对文中列举的三个具体算例进行了抗震分析。从而为一些较 复杂的水中工程结构的抗震分析提供了近似计算方法。 文后列举了三个算例的频率实测结果。     

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。     

贮油罐地震反应的有限元分析

贮油罐地震反应分析对于这类结构的抗震设计具有重要意义。本文根据流体流动的速度势理论、壳体变形理论,应用有限单元法,着重分析了高径比比较小的地面支承贮油罐(包括具有刚性浮顶的油罐)的固有频率和在水平地面加速度作用下的动力反应。结果表明,即使高径比较小,其柔性的影响也是不可低估的。     

地震激励下带多层刚性隔板圆柱形储液罐中流体非线性晃动响应

基于流体子域法,求解带多层刚性隔板圆柱形储液罐中流体的线性晃动模态及频率,引入时变的广义坐标函数,将自由液面波高和流体速度势均展开为广义傅里叶级数,利用多维模态方法即可建立流体非线性晃动的无穷维模态系统,由模态渐进关系可得水平地震激励下的有限维模态系统.基于该模态系统研究了流体的非线性晃动响应,探讨了隔板参数对自由液面波高的影响.结果表明:当隔板内径较小,且靠近自由液面时,隔板对流体晃动的抑制效果较为明显,因此环形隔板是控制流体晃动的一种行之有效的方法.但流体晃动的非线性效应也更加强烈,因此防晃板的设计不能忽略非线性效应.     

钢筋混凝土巨型框架结构弹性地震反应分析

按照杆系模型的基本理论，采用时程分析的方法分析了钢筋混凝土巨型框架结构的弹性地震反应，根据分析结果，得到：钢筋混凝土巨型框架地震作用下的侧移曲线为弯剪型；主框架梁和柱的刚度对巨型框架弹性地震反应有较大的影响，其规律为“双曲线”型，即保持其他参数不变，随着主框架梁柱刚度的增大，结构侧移减小，其减小的速率会逐渐减缓，次框架梁和柱的刚度对巨型框架的弹性地震反应的影响较小。     

应用SMA复合橡胶垫的大型储液罐抗震控制分析

设计了一种SMA复合橡胶垫,以一个3万立方米立式浮顶罐为例,进行ANSYS建模,分别计算了该浮顶罐在刚性基础、叠层橡胶垫以及SMA复合橡胶支座下的模态,并选取EL-Centro波对最大静力点47和罐体高9m、18m处的点178、点361进行时程分析,分析了它们在地震波作用下的加速度与位移并整理了详细的分析数据,最后对上述研究内容及成果作了总结。     

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。     

基于有限元的大跨度斜拉桥地震反应分析

文章对大跨度斜拉桥的动力特性及其地震反应问题进行了讨论,利用有限元程序研究了其动力特性.基于地震反应时程分析法,选取El-Centro波进行了地震反应分析.大跨度斜拉桥各地面支承距离较大,一致激励地震输入模式并不符合实际情况,应当考虑地震波有限波速传播所引起的行波效应,最后得出一些对工程设计有益的结论.     

液化气船液罐鞍座温度场的有限元计算

本文采有四边形９节点等参单元有限元法编制了一通用程序,它适用于任何二维“场”问题分析．对任意形状、不同边界条件,它都能较精确地进行处理,具有网格自动生成和编号的功能,能打印出每个节点的温度值,并画出各种鞍座的等温线簇．它的精度远高于常规的三角形单元,在３８６微机上的运行时间在５ｍｉｎ左右,一次最多可计算５３０个点．