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题名基于多判别条件的储罐内爆弱顶性能评价分析
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作者
丁宇奇
杨超梁
芦烨
杨明
张佳贺
刘凯
卢宏
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机构
东北石油大学机械科学与工程学院
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出处
《工程设计学报》
CSCD
北大核心
2023年第2期144-153,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51604080)
黑龙江省博士后科研启动基金资助项目(LBH-Q20082)
黑龙江省自然科学基金资助项目(LH2022A003)。
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文摘
储罐在偶发爆炸载荷作用下易发生结构破坏,致使罐内储液流出,从而造成巨大的经济损失,但采用弱顶设计的储罐在此类事故发生时能减少损失。为此,以立式拱顶储罐为研究对象,综合考虑储罐破坏过程中内部压力、应力以及裂纹扩展等因素,建立了基于多判别条件的储罐内爆弱顶性能评价方法。同时,通过数值模拟手段,采用CEL(coupled Euler-Lagrange,耦合欧拉-拉格朗日)流固耦合算法建立了储罐内爆三维有限元模型,对内爆载荷作用下储罐的破坏过程及不同影响因素下储罐的弱顶性能开展研究。计算结果表明:在基于压力和应力的弱顶性能评价中,储罐在90°,135°,180°位置处的峰值压力比大于1,满足弱顶要求;在基于结构断裂的弱顶性能评价中,由于裂纹延伸到液位以下,2条裂纹分别穿过液位1.99 m和5.21 m,储罐不具备弱顶性能。随着储罐容积的增加、液位的升高,储罐的弱顶性能增强。根据计算所得结果,采取在液位以上设置防护圈的方法对储罐进行优化,使得非弱顶储罐满足弱顶结构设计要求。所建立的储罐弱顶性能评价条件可为储罐的弱顶设计及分析提供参考。
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关键词
储罐
内爆
结构破坏
裂纹
弱顶
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Keywords
storage tank
implosion
structural failure
crack
weak roof
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分类号
TH122
[机械工程—机械设计及理论]
TQ053.2
[化学工程]
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