埋地FF双层油罐结构设计与验证

发布时间：2020-12-15 01:05

　　采用纤维增强塑料(FRP)制备的双层油罐具有轻质高强、耐腐蚀抗疲劳、成型方便等优点而受到用户青睐。根据埋地FF双层油罐的服役工况,设计采用缠绕工艺制备30 m~3罐体,其结构由4 mm内结构层、3.5 mm中间贯通层、5 mm外结构层及13道环向增强筋构成。外压、稳定性、车载等工况的有限元分析结果表明所设计的FF双层油罐可满足服役要求,所制备产品亦顺利通过了65 t车载实验。本文的结构设计方法可推广至其他容积FF双层油罐的结构设计。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020年08期 北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

有限元分析模型

为进一步探究FF双层油罐的结构响应,取罐身中段的结果进行分析,如图4所示。从图可以看出罐身纤维方向应力的最大值为4.6 MPa,远小于材料的极限值360 MPa。从纤维方向应力云图上看结构响应的最大值均发生在外结构层上,环筋的纤维方向应力远小于外结构层的。环筋的纤维方向应力云图表明其最大值为0.01 MPa,远小于材料的破坏值360 MPa,说明所设计的环筋具有较大的承载潜力。上述计算结果表明所设计的FF双层油罐在外压工况下材料应力水平较低,具有较大的承载潜力,但仍无法评估整体结构的安全性。因此,进行了稳定性分析,计算其前4阶的稳定性,其中第1阶失稳模态如图5所示。计算结果表明所设计的FF双层油罐的前4阶稳定性系数分别为11.439、13.566、16.42、20.431,均大于10,且失稳主要发生在罐身,封头均未发生失稳现象,说明该罐体可满足罐体10倍安全系数、封头15倍安全系数的要求[10]。

上述计算结果表明所设计的FF双层油罐在外压工况下材料应力水平较低,具有较大的承载潜力,但仍无法评估整体结构的安全性。因此,进行了稳定性分析,计算其前4阶的稳定性,其中第1阶失稳模态如图5所示。计算结果表明所设计的FF双层油罐的前4阶稳定性系数分别为11.439、13.566、16.42、20.431,均大于10,且失稳主要发生在罐身,封头均未发生失稳现象,说明该罐体可满足罐体10倍安全系数、封头15倍安全系数的要求[10]。4 埋地分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]双层玻璃钢储油罐承压试验研究[J]. 闫静,宋光武,孙雪松,李钢.  石油库与加油站. 2013(05)
[2]双层玻璃纤维增强塑料(FRP)油罐的发展趋势及应用前景[J]. 许文忠,尹强.  石油库与加油站. 2013(03)



本文编号：2917349