【摘要】：大型立式圓柱形儲罐是構(gòu)建國家油氣安全保障體系的重要設(shè)施之一,其主要的特點(diǎn)是容積大、罐壁薄。但以其自身的剛度和延性來抵抗地震的作用,則不能確保儲罐的安全,易遭受火災(zāi)、爆炸等毀滅性災(zāi)害�；诂F(xiàn)有的研究進(jìn)展,本文選取帶環(huán)形隔板和基礎(chǔ)隔震的剛性儲液罐為研究對象,研究了隔板與基礎(chǔ)隔震的綜合防護(hù)機(jī)制的效果,主要研究內(nèi)容如下:(1)對于帶環(huán)形隔板的流體區(qū)域,通過流體子域法、分離變量法和振型疊加法,求得帶環(huán)形剛性隔板圓柱形儲液罐中流體晃動的固有頻率和模態(tài)。選取鉛芯橡膠支座作為基礎(chǔ)隔震的裝置。將速度勢函數(shù)代入到自由液面方程,并利用流體自由晃動模態(tài)的正交性和達(dá)朗貝爾原理,建立了帶環(huán)形剛性隔板和基礎(chǔ)隔震儲液罐的動力響應(yīng)方程。根據(jù)帶剛性隔板和基礎(chǔ)隔震的儲液罐的地震響應(yīng)結(jié)果,詳細(xì)地討論了隔震支座周期大小、隔板大小和隔板位置對儲罐減震效果的影響。(2)基于帶剛性隔板儲罐中流體速度勢的求解方法,得到帶彈性隔板儲罐中流體速度勢函數(shù)的解。將速度勢函數(shù)代入到彈性隔板的動力學(xué)方程和自由液面波高方程,并根據(jù)等效力學(xué)原則,建立帶環(huán)形彈性隔板和基礎(chǔ)隔震儲液罐的等效力學(xué)模型。根據(jù)帶彈性隔板和基礎(chǔ)隔震的儲液罐的地震響應(yīng)結(jié)果,詳細(xì)地討論了隔震支座周期大小、隔板大小和隔板位置對儲罐減震效果的影響。(3)引入廣義坐標(biāo)以擴(kuò)展自由液面波高和速度勢,包括Stokes-Joukowski勢�；诹黧w子域法,創(chuàng)新地提出一種求解Stokes-Joukowski勢的方法。根據(jù)自由液面上的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的邊界條件,建立帶多層剛性環(huán)形隔板儲液罐的動力響應(yīng)方程。利用ADINA軟件得到的數(shù)值結(jié)果,驗(yàn)證了該動力響應(yīng)方程的正確性。根據(jù)俯仰激勵下的響應(yīng)結(jié)果,詳細(xì)地討論了隔板參數(shù)和俯仰激勵頻率對儲液罐動力響應(yīng)的影響。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE972
【圖文】：

圖 1.1 日本 Tokachi-oki 地震引發(fā)儲罐火災(zāi)Figure 1.1 Tank fire caused by the earthquakein Tokachi-oki, Japan圖 1.2 日本 311 大地震引發(fā)的儲罐爆炸Figure 1.2 Tank explosion caused by the 311earthquake in Japan大型立式圓柱形儲罐的主要特點(diǎn)是容器體積較大、罐壁厚度較小，憑借本身的剛度和延性則不能確保儲罐在地震等災(zāi)害下的安全。當(dāng)遇到地震等災(zāi)害，儲罐易發(fā)生火災(zāi)、爆炸等毀滅性的破壞[2]。如圖 1.1 所示，在 2003 年發(fā)生于日本的Tokachi-oki 地震中，一些大型立式圓柱形儲罐因罐中液體大幅晃動引起儲罐破壞

圖 1.1 日本 Tokachi-oki 地震引發(fā)儲罐火災(zāi)Figure 1.1 Tank fire caused by the earthquakein Tokachi-oki, Japan圖 1.2 日本 311 大地震引發(fā)的儲罐爆炸Figure 1.2 Tank explosion caused by the 311earthquake in Japan大型立式圓柱形儲罐的主要特點(diǎn)是容器體積較大、罐壁厚度較小，憑借本身的剛度和延性則不能確保儲罐在地震等災(zāi)害下的安全。當(dāng)遇到地震等災(zāi)害，儲罐易發(fā)生火災(zāi)、爆炸等毀滅性的破壞[2]。如圖 1.1 所示，在 2003 年發(fā)生于日本的Tokachi-oki 地震中，一些大型立式圓柱形儲罐因罐中液體大幅晃動引起儲罐破壞

帶環(huán)形隔板和基礎(chǔ)隔震圓柱形儲液罐的動力響應(yīng)研究在地震等自然災(zāi)害下，大型立式圓柱形儲液罐所遭受的災(zāi)害主要包括[5]：（1）儲罐側(cè)壁的破壞：其破壞的主要形式分別為在罐壁下面部分的“象足式.曲”(圖 1.3)，罐壁上面部分的 “菱形褶皺”(圖 1.4)。對于“象足式.鼓曲”現(xiàn)象的原，國內(nèi)外的專家有不同的觀點(diǎn)。一部分專家認(rèn)為是由于軸向.應(yīng)力和環(huán)向.應(yīng)力聯(lián)造成的破壞，另一部分專家認(rèn)為是地震作用力導(dǎo)致立式儲罐罐壁.失去穩(wěn)定，進(jìn)產(chǎn)生這種破壞現(xiàn)象�！傲庑握郯櫋爆F(xiàn)象產(chǎn)生的原因是儲罐側(cè)壁的軸向壓應(yīng)力超過許用壓應(yīng)力。

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本文編號：2781897