為了確保LNG儲罐運(yùn)行期間的安全性,對爆炸荷載作用下LNG全容罐結(jié)構(gòu)安全性優(yōu)化進(jìn)行研究。建立了考慮儲罐內(nèi)液體晃動(dòng)的儲罐爆炸分析有限元模型,采用沖擊和對流彈簧-質(zhì)點(diǎn)模型模擬LNG的晃動(dòng)形態(tài);對儲罐進(jìn)行時(shí)程分析,確定儲罐結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng);采用M-N曲線對儲罐安全性進(jìn)行分析,并對不滿足安全性要求的情況提出解決方案,對LNG全容罐抗爆能力進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究結(jié)果表明:在爆炸荷載作用下,LNG全容罐結(jié)構(gòu)響應(yīng)呈周期性衰減趨勢,爆炸主要影響區(qū)域位于儲罐穹頂與外墻連接處,且對環(huán)向安全性的影響大于徑向;降低爆炸荷載峰值壓力和增加構(gòu)件配筋,均能有效提高LNG全容罐的安全性。（圖12,表2,參20） 

【文章來源】：油氣儲運(yùn). 2020,39(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

LNG儲罐等腰三角形爆炸壓力荷載模型圖

式中：pw為儲罐外墻壓力，k Pa;pr為儲罐穹頂壓力，kPa；θ1為圓周角，（°）；θ2為儲罐穹頂仰角，（°）。在上述爆炸荷載模型中，p、t可以根據(jù)LNG全容罐的QRA(Quantitative Risk Analysis）分析報(bào)告確定，通常p=10～30 kPa、t=0.1～0.3 s。

LNG全容罐結(jié)構(gòu)阻尼的大小直接影響儲罐結(jié)構(gòu)響應(yīng)的持續(xù)時(shí)間、達(dá)到最大響應(yīng)的時(shí)刻，因此選取合適的阻尼定義非常重要。為此，采用經(jīng)典的Rayleigh阻尼定義結(jié)構(gòu)阻尼，該方法需要定義質(zhì)量阻尼α和剛度阻尼β。通過阻尼比與結(jié)構(gòu)自振頻率，根據(jù)式（7）、式（8）分別確定α、β[19]:式中：ξ為阻尼比，外罐、沖擊、對流質(zhì)點(diǎn)分別取0.05、0.05、0.005。ω1、ω2為結(jié)構(gòu)圓頻率，對于沖擊和對流質(zhì)點(diǎn)可以直接根據(jù)其對應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)換計(jì)算；對于外罐，需要提取外罐振動(dòng)的前兩階頻率，當(dāng)采用彈簧-質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)模型時(shí)，對應(yīng)于儲罐整體模態(tài)的第7、8階模態(tài)頻率。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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