大型原油储罐焊缝局部缺陷应力分析
发布时间：2022-01-01 18:06
自各国进行大规模的原油战略储备以来,大型原油储罐被广泛应用,随着服役期的不断延长,其安全性越来越受到广泛关注。目前为止,对大型储罐的研究主要集中于储罐静强度方法方面,大多是对壁板、底板以及最关键的大角焊缝等位置处的应力计算方法的提出,这些方法均为储罐缺陷的评定奠定了基础。本文基于相关研究,结合断裂力学的相关知识,对1×105m3储罐进行了有限元数值模拟,对其展开储罐静强度和平面缺陷的应力强度因子以及凹坑缺陷的局部应力分布研究,本文主要的研究内容如下:为了建立适于本研究的储罐模型,本文首先以罐—土接触模型为基础,建立二维储罐模型并展开静强度分析。根据储罐底板的变形条件和应力分布趋势,提出了将静水压力下与地基保持接触的底板和整个地基用翘离截面上的位移边界条件代替的简化建模方法。这种建模方法使大部分底板与整个地基网格划分的难度和接触分析等复杂问题得以解决。简化模型与完整储罐模型分析结果的对比表明简化模型完全可以代替整体储罐进行静强度分析。在对储罐裂纹进行应力强度因子计算之前,需先解决诸如裂纹体的建立、奇异单元的设置、裂纹体网格的划分、断裂命令流的输...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原油泄漏造成的火灾
第一章 绪论处（BY-1、BY-35）；深度 6.3 mm 共 1 处（BY-10）BY-35）；深度 8.0 mm 共 3 处（BY-15、BY-34、BY-3）；罐底板最外圈支柱垫板腐蚀严重，需更换。受静油压的作用下，大角焊缝附近是储罐应力水平最缺陷将是最危险的。而大角焊缝在焊接时由于焊接技能会出现如图 1.2 所示的焊接缺陷，在腐蚀介质的不逐渐形成图 1.3 所示的焊缝缺陷，其中包括焊缝上的与底板连接处的咬边或未熔合导致的一些短裂纹和近的热影响区的长裂纹。大角焊缝附近应力状态复缝不同位置时，裂纹尖端的应力分布及应力强度因也将对凹坑局部应力的分布有较大影响。
图 1.4 全接触地基模型分析图述理论的提出与完善，均为准确地计算储罐应力奠定了基础，从刚始，经弹性地基理论过渡到罐 土接触理论，逐渐符合真实工况也逐渐变得复杂。罐 土接触模型中，需考虑地基的平均弹性模也需要取统一的摩擦系数等，而这些参数的确定则需要很大的工触分析为高度的非线性分析，二维情况下容易实现，对于三维的模巨大的储罐底板，建立复杂接触的过程需要巨大的计算量来实现罐体结构的数值模拟数值分析方法中，有限元技术快速发展，在大型储罐的研究中得到模型的建立是该方法的基础。不考虑开孔接管和不均匀沉降，使用完整的大型储罐进行静力分析时，由于结构几何对称，所受荷载也以通常选取二维对称模型进行分析。该模型的优点在于，用很小的成对完整储罐的静力分析。目前大多数对于大型储罐的静力强度的模型[8]。也有一些学者，取很小角度的三维储罐模型（如 1/36）来
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相互作用积分法对有限厚度半椭圆表面裂纹经验公式的精度分析[J]. 侯帅,朱有利,邱骥,孙晓峰. 机械强度. 2018(06)
[2]三维表面裂纹应力强度因子数值计算方法比较[J]. 肖顺,童乐为. 建筑钢结构进展. 2018(03)
[3]基于相互作用积分方法的裂纹扩展分析[J]. 陈旻炜,李敏,陈伟民. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(04)
[4]核电主设备分析法设计中应力线性化路径可靠性及优化分析[J]. 何铮,常华健,杨培勇,刚直,张锴,谢永诚,梁星筠. 原子能科学技术. 2017(07)
[5]基于ANSYS软件的三维裂纹实体建模方法[J]. 鲁丽君,李明,刘建平. 济南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[6]储罐罐底结构失效的数值分析[J]. 王敏,凌张伟,郑慕林,唐萍. 压力容器. 2015(09)
[7]基于相互作用积分法的应力强度因子计算[J]. 宫经全,张少钦,李禾,张宸宇. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2015(01)
[8]大型油罐基础沉降国内外评价标准对比[J]. 石磊,帅健,许葵. 油气储运. 2014(08)
[9]非线性分布应力对焊接接头表面裂纹扩展的影响(英文)[J]. 刘刚,高明,黄一. 船舶力学. 2014(03)
[10]大型石油储罐的风载荷响应分析[J]. 宫建国,刘迎圆,蒋力,曾胜,金涛. 压力容器. 2013(05)
博士论文
[1]大型非锚固储油罐应力分析与抗震研究[D]. 陈志平.浙江大学 2006
硕士论文
[1]压力容器应力分类分析设计方法改进研究[D]. 黄勋.浙江理工大学 2017
[2]十万方原油储罐的关键结构设计与分析[D]. 宋文婷.西南石油大学 2015
[3]大型油罐的静强度及动力响应分析[D]. 沈建民.浙江大学 2006
本文编号：3562561
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原油泄漏造成的火灾
第一章 绪论处（BY-1、BY-35）；深度 6.3 mm 共 1 处（BY-10）BY-35）；深度 8.0 mm 共 3 处（BY-15、BY-34、BY-3）；罐底板最外圈支柱垫板腐蚀严重，需更换。受静油压的作用下，大角焊缝附近是储罐应力水平最缺陷将是最危险的。而大角焊缝在焊接时由于焊接技能会出现如图 1.2 所示的焊接缺陷，在腐蚀介质的不逐渐形成图 1.3 所示的焊缝缺陷，其中包括焊缝上的与底板连接处的咬边或未熔合导致的一些短裂纹和近的热影响区的长裂纹。大角焊缝附近应力状态复缝不同位置时，裂纹尖端的应力分布及应力强度因也将对凹坑局部应力的分布有较大影响。
图 1.4 全接触地基模型分析图述理论的提出与完善，均为准确地计算储罐应力奠定了基础，从刚始，经弹性地基理论过渡到罐 土接触理论，逐渐符合真实工况也逐渐变得复杂。罐 土接触模型中，需考虑地基的平均弹性模也需要取统一的摩擦系数等，而这些参数的确定则需要很大的工触分析为高度的非线性分析，二维情况下容易实现，对于三维的模巨大的储罐底板，建立复杂接触的过程需要巨大的计算量来实现罐体结构的数值模拟数值分析方法中，有限元技术快速发展，在大型储罐的研究中得到模型的建立是该方法的基础。不考虑开孔接管和不均匀沉降，使用完整的大型储罐进行静力分析时，由于结构几何对称，所受荷载也以通常选取二维对称模型进行分析。该模型的优点在于，用很小的成对完整储罐的静力分析。目前大多数对于大型储罐的静力强度的模型[8]。也有一些学者，取很小角度的三维储罐模型（如 1/36）来
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相互作用积分法对有限厚度半椭圆表面裂纹经验公式的精度分析[J]. 侯帅,朱有利,邱骥,孙晓峰. 机械强度. 2018(06)
[2]三维表面裂纹应力强度因子数值计算方法比较[J]. 肖顺,童乐为. 建筑钢结构进展. 2018(03)
[3]基于相互作用积分方法的裂纹扩展分析[J]. 陈旻炜,李敏,陈伟民. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(04)
[4]核电主设备分析法设计中应力线性化路径可靠性及优化分析[J]. 何铮,常华健,杨培勇,刚直,张锴,谢永诚,梁星筠. 原子能科学技术. 2017(07)
[5]基于ANSYS软件的三维裂纹实体建模方法[J]. 鲁丽君,李明,刘建平. 济南大学学报(自然科学版). 2017(04)
[6]储罐罐底结构失效的数值分析[J]. 王敏,凌张伟,郑慕林,唐萍. 压力容器. 2015(09)
[7]基于相互作用积分法的应力强度因子计算[J]. 宫经全,张少钦,李禾,张宸宇. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2015(01)
[8]大型油罐基础沉降国内外评价标准对比[J]. 石磊,帅健,许葵. 油气储运. 2014(08)
[9]非线性分布应力对焊接接头表面裂纹扩展的影响(英文)[J]. 刘刚,高明,黄一. 船舶力学. 2014(03)
[10]大型石油储罐的风载荷响应分析[J]. 宫建国,刘迎圆,蒋力,曾胜,金涛. 压力容器. 2013(05)
博士论文
[1]大型非锚固储油罐应力分析与抗震研究[D]. 陈志平.浙江大学 2006
硕士论文
[1]压力容器应力分类分析设计方法改进研究[D]. 黄勋.浙江理工大学 2017
[2]十万方原油储罐的关键结构设计与分析[D]. 宋文婷.西南石油大学 2015
[3]大型油罐的静强度及动力响应分析[D]. 沈建民.浙江大学 2006
本文编号：3562561
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