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储液罐的流固耦合分析

发布时间:2018-01-27 00:50

  本文关键词: 储液罐 流固耦合 有限元 模态分析 动力响应 出处:《浙江大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:储液罐被广泛应用于军事、石油、化工、电力等行业。同时,储液罐多用于储存易燃、易爆、有毒有害等危险品,一旦遭受到地震、爆炸等破坏,将会产生巨大的经济损失和次生灾害。因此,对立式储液罐的地震响应研究具有重要理论意义及工程应用价值。本论文不考虑罐体与地基相互作用,针对不同材料的储液罐采用振动台试验和有限元软件ANSYS-CFX进行流固耦合分析,主要开展以下研究工作:(1)应用有限元软件ANSYS建立与振动台有机玻璃罐试验模型相同的计算模型,完成其在不同充水高度的液晃模态分析、自由衰减试验比较分析、储液罐在周期性激励作用下的流固耦合分析、及储液罐在随机激励作用下的动力特性分析。通过模型试验及数值计算对比分析表明,其液晃模态、周期激励下的压力峰值、随机激励下的压力时程等与试验结果一致,表明计算方法的有效性。(2)应用有限元软件ANSYS建立与复合材料制作的缩尺储罐试验模型一致的计算模型,完成其在不同水位的模态分析,得到储液罐的自振特性;同时,完成其在不同充液高度时,在地震激励作用下的动力特性振动台试验和计算,揭示其在地震激励下的动力响应特性,通过不同测点应变时程对比分析,计算结果与实验实测结果基本一致,所得结果对储液罐设计有指导作用。
[Abstract]:Liquid storage tanks are widely used in military, petroleum, chemical, electricity and other industries. At the same time, storage tanks are mostly used to store flammable, explosive, toxic and harmful dangerous goods, once the earthquake, explosion and other damage. Therefore, the seismic response of the opposite-type storage tank has important theoretical significance and engineering application value. This paper does not consider the interaction between tank and foundation. The fluid-solid coupling analysis of liquid storage tanks with different materials is carried out by shaking table test and finite element software ANSYS-CFX. The following research work is carried out: (1) the finite element software ANSYS is used to establish the same calculation model as the test model of the shaking table plexiglass tank, and to complete the liquid shaking modal analysis at different water filling heights. Comparative analysis of free attenuation test, fluid-solid coupling analysis of liquid storage tank under periodic excitation, and dynamic analysis of storage tank under random excitation. The hydrodynamic mode, the peak pressure under periodic excitation and the pressure history under random excitation are in agreement with the experimental results. It shows the validity of the calculation method. (2) the finite element software ANSYS is used to establish the calculation model consistent with the experimental model of the scale tank made of composite material, and the modal analysis at different water levels is completed. The natural vibration characteristics of the liquid storage tank are obtained. At the same time, the shaking table test and calculation of its dynamic characteristics under the action of earthquake excitation at different liquid-filled heights are completed, and the dynamic response characteristics under earthquake excitation are revealed, and the strain time history of different measuring points is compared and analyzed. The calculated results are in good agreement with the experimental results, which can guide the design of liquid storage tanks.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TE972

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本文编号:1467082

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