采用纖維增強塑料(FRP)制備的雙層油罐具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕抗疲勞、成型方便等優(yōu)點而受到用戶青睞。根據(jù)埋地FF雙層油罐的服役工況,設(shè)計采用纏繞工藝制備30 m~3罐體,其結(jié)構(gòu)由4 mm內(nèi)結(jié)構(gòu)層、3.5 mm中間貫通層、5 mm外結(jié)構(gòu)層及13道環(huán)向增強筋構(gòu)成。外壓、穩(wěn)定性、車載等工況的有限元分析結(jié)果表明所設(shè)計的FF雙層油罐可滿足服役要求,所制備產(chǎn)品亦順利通過了65 t車載實驗。本文的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法可推廣至其他容積FF雙層油罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 

【文章來源】：復(fù)合材料科學(xué)與工程. 2020年08期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

有限元分析模型

為進(jìn)一步探究FF雙層油罐的結(jié)構(gòu)響應(yīng),取罐身中段的結(jié)果進(jìn)行分析,如圖4所示。從圖可以看出罐身纖維方向應(yīng)力的最大值為4.6 MPa,遠(yuǎn)小于材料的極限值360 MPa。從纖維方向應(yīng)力云圖上看結(jié)構(gòu)響應(yīng)的最大值均發(fā)生在外結(jié)構(gòu)層上,環(huán)筋的纖維方向應(yīng)力遠(yuǎn)小于外結(jié)構(gòu)層的。環(huán)筋的纖維方向應(yīng)力云圖表明其最大值為0.01 MPa,遠(yuǎn)小于材料的破壞值360 MPa,說明所設(shè)計的環(huán)筋具有較大的承載潛力。上述計算結(jié)果表明所設(shè)計的FF雙層油罐在外壓工況下材料應(yīng)力水平較低,具有較大的承載潛力,但仍無法評估整體結(jié)構(gòu)的安全性。因此,進(jìn)行了穩(wěn)定性分析,計算其前4階的穩(wěn)定性,其中第1階失穩(wěn)模態(tài)如圖5所示。計算結(jié)果表明所設(shè)計的FF雙層油罐的前4階穩(wěn)定性系數(shù)分別為11.439、13.566、16.42、20.431,均大于10,且失穩(wěn)主要發(fā)生在罐身,封頭均未發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象,說明該罐體可滿足罐體10倍安全系數(shù)、封頭15倍安全系數(shù)的要求[10]。

上述計算結(jié)果表明所設(shè)計的FF雙層油罐在外壓工況下材料應(yīng)力水平較低,具有較大的承載潛力,但仍無法評估整體結(jié)構(gòu)的安全性。因此,進(jìn)行了穩(wěn)定性分析,計算其前4階的穩(wěn)定性,其中第1階失穩(wěn)模態(tài)如圖5所示。計算結(jié)果表明所設(shè)計的FF雙層油罐的前4階穩(wěn)定性系數(shù)分別為11.439、13.566、16.42、20.431,均大于10,且失穩(wěn)主要發(fā)生在罐身,封頭均未發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象,說明該罐體可滿足罐體10倍安全系數(shù)、封頭15倍安全系數(shù)的要求[10]。4 埋地分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙層玻璃鋼儲油罐承壓試驗研究[J]. 閆靜,宋光武,孫雪松,李鋼.  石油庫與加油站. 2013(05)
[2]雙層玻璃纖維增強塑料(FRP)油罐的發(fā)展趨勢及應(yīng)用前景[J]. 許文忠,尹強.  石油庫與加油站. 2013(03)



本文編號：2917349