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爆炸碎片作用下储罐保护层防护机理及风险防控

发布时间:2023-03-27 18:22
  化工园区内设备集聚通常导致较高的风险水平,当其中一个单元发生爆炸事故时,所产生的抛射碎片极有可能触发邻近单元发生二次事故,造成灾难升级,引发多米诺效应事故。目标单元防护是减少事故升级、减轻结构损伤的有效措施,储罐防护层技术即是一种典型的目标防护措施。为探究储罐保护层降低爆炸碎片多米诺效应事故风险的水平,从储罐破坏失效的严重程度、发生概率两方面研究储罐保护层对爆炸碎片的防护机理及风险防控水平。主要研究内容如下:(1)碎片撞击有保护层防护的小尺寸储罐实验研究。通过弹射装置获得高动能弹丸模拟爆炸碎片,采用高速摄像机记录不同规格保护层防护下碎片的初始速度及剩余速度,计算得到碎片穿透目标的能量,分析储罐及保护层的变形及穿孔形貌,研究不同保护层防护下受碎片撞击的储罐破坏失效规律。(2)碎片撞击有保护层防护的储罐数值分析。采用LS-DYNA软件模拟有、无保护层防护的储罐受爆炸碎片撞击的动力学过程,通过对比储罐的变形、结构位移、应力与能量变化情况,研究保护层降低爆炸碎片对罐壁损伤的程度,分析保护层参数对储罐动力学响应的影响,以探究储罐保护层的防护机理,以及不同保护层对事故后果严重性的降低程度。(3)碎...

【文章页数】:100 页

【学位级别】:硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 爆炸碎片多米诺效应事故研究现状
        1.2.2 保护层技术研究现状
        1.2.3 当前研究存在的不足
    1.3 主要研究内容和思路
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 研究技术路线
第二章 碎片撞击有保护层防护的小尺寸储罐实验研究
    2.1 引言
    2.2 实验方案与系统
        2.2.1 实验目的与原理
        2.2.2 实验系统与装置
    2.3 实验结果分析
        2.3.1 撞击过程及形貌分析
        2.3.2 穿透能量分析
    2.4 本章小结
第三章 碎片撞击有保护层防护的储罐数值分析
    3.1 引言
    3.2 有限元方法简介
    3.3 有限元模型可靠性验证
    3.4 碎片撞击大型储罐及保护层的有限元模型建立
        3.4.1 碎片、储罐及保护层结构参数
        3.4.2 材料模型及边界条件
    3.5 有无保护层时储罐动力学响应对比分析
        3.5.1 无保护层时储罐动力学响应
        3.5.2 有保护层时储罐动力学响应
    3.6 保护层性能影响因素分析
        3.6.1 保护层厚度的影响
        3.6.2 保护层层数的影响
        3.6.3 保护层耦合方式的影响
    3.7 本章小结
第四章 碎片撞击有保护层防护的储罐易损性分析
    4.1 引言
    4.2 目标储罐破坏失效概率模型
        4.2.1 保护层耗能计算模型
        4.2.2 碎片撞击储罐极限状态方程
    4.3 蒙特卡洛模拟
    4.4 有无保护层时储罐易损性对比分析
    4.5 保护层性能影响参数分析
        4.5.1 保护层厚度的影响
        4.5.2 保护层层数的影响
        4.5.3 保护层耦合方式的影响
    4.6 本章小结
第五章 基于风险防控的储罐保护层技术工程应用示例
    5.1 引言
    5.2 风险评估基本概念与方法
    5.3 化工罐区概况
    5.4 有无保护层时爆炸碎片事故风险评估
        5.4.1 事故后果经济损失计算
        5.4.2 事故风险评价对比
        5.4.3 储罐保护层安全投资分析
    5.5 储罐保护层风险防控技术选择
    5.6 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号:3772629

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