本文關鍵詞：大型LNG儲罐結構動力學分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：LNG是一種安全、清潔、經濟、高效優(yōu)質能源,是將原料天然氣經預處理后,在常壓下降溫到-162℃低溫時獲得的天然氣液態(tài)產品,體積僅為氣態(tài)的1/625,方便儲存和運輸,已成為天然氣儲運領域的一種重要應用形式。為了滿足LNG大量使用需求,LNG儲存量越來越大,作為LNG儲存設備,LNG儲罐容積也相應增大。根據對地震后大型LNG儲罐受破壞程度調查結果發(fā)現,罐壁局部失穩(wěn)是最常見破壞形式,包括象足失穩(wěn)和菱形失穩(wěn),而且隨著儲罐容積增大,地震對安全性影響也越嚴重。大型LNG儲罐在地震作用下一旦發(fā)生破壞,將造成嚴重后果,因此對大型LNG儲罐安全問題研究尤為重要。在大型LNG儲罐結構中絕熱層作為主要組成部分,目前對絕熱層研究主要集中在對儲罐保溫效果影響方面,而有關絕熱層對儲罐結構動力學特性影響研究很少。另外,針對水平地震作用下大型LNG儲罐地震響應作了大量研究,但對豎向地震作用下以及水平與豎向地震共同作用下儲罐地震響應分析研究較少。本課題擬根據GB50009-2012《建筑結構荷載規(guī)范》選取承載能力極限狀態(tài)工況組合,對大型LNG儲罐進行結構動力特性分析,研究絕熱層對大型LNG儲罐結構動力特性影響,并對豎向地震作用下以及水平與豎向地震共同作用下儲罐地震響應進行分析。以國內某LNG儲配站配套的2×104m3LNG單容儲罐為研究對象,建立有絕熱層和無絕熱層兩種儲罐有限元計算模型,分別對其進行模態(tài)分析。結果表明有絕熱層儲罐比無絕熱層儲罐固有頻率高;有絕熱層儲罐振動主要集中在拱頂,無絕熱層儲罐振動主要集中在罐壁,而且有絕熱層儲罐最大位移變形量大于無絕熱層儲罐。在模態(tài)分析基礎上對有絕熱層和無絕熱層儲罐分別進行水平地震作用下響應譜分析。發(fā)現在水平地震作用下,有絕熱層儲罐水平和豎直方向位移變形及等效應力幾乎全部發(fā)生在拱頂,無絕熱層儲罐水平和豎直方向位移變形及等效應力在拱頂和罐壁均有發(fā)生,而最大等效應力出現在罐壁底部,且位移變形量及等效應力均大于有絕熱層儲罐。結果表明絕熱層改變了地震響應條件下儲罐位移變形發(fā)生部位及應力分布,且降低了位移變形量及等效應力,使罐體位移變形及應力發(fā)生部位避開了罐壁底部易發(fā)生屈曲破壞位置,有利于儲罐安全。同時,對有絕熱層儲罐也進行了豎向地震作用下響應譜分析,發(fā)現在豎向地震作用下儲罐水平最大位移變形量、豎直最大位移變形量及等效應力均小于水平地震作用,說明水平地震作用對大型LNG儲罐結構動力特性影響是主要的。此外,還對有絕熱層儲罐還進行了水平與豎向地震共同作用下的響應譜分析,發(fā)現在水平與豎向地震共同作用下,儲罐位移變形及等效應力發(fā)生部位與水平地震作用下響應分析結果基本相同,只是在數值上略大于水平地震作用下,進一步說明水平地震作用對大型LNG儲罐結構動力特性影響是主要的。本文研究結果為大型LNG儲罐設計及校核提供理論參考依據,保證實際儲罐安全運行,對加速大型LNG儲罐國產化設計及建設具有重要意義。
【關鍵詞】：大型LNG儲罐 絕熱層 荷載組合 模態(tài)分析 地震響應分析
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE972
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 國內外LNG儲罐發(fā)展現狀14-16
• 1.1.1 國外發(fā)展現狀14-15
• 1.1.2 國內發(fā)展現狀15-16
• 1.2 大型LNG儲罐16-19
• 1.2.1 大型LNG儲罐基本結構16-17
• 1.2.2 大型LNG儲罐材料17-18
• 1.2.3 LNG儲罐絕熱類型18-19
• 1.3 大型LNG儲罐分類與失效形式19-22
• 1.3.1 LNG儲罐分類19-20
• 1.3.2 大型LNG儲罐失效形式20-22
• 1.4 大型LNG儲罐抗震研究22-25
• 1.4.1 大型LNG儲罐抗震研究必要性22
• 1.4.2 大型LNG儲罐絕熱層研究22-23
• 1.4.3 大型LNG儲罐抗震研究現狀23-25
• 1.5 本文研究內容25-26
• 第2章 大型LNG儲罐荷載及組合方式26-35
• 2.1 大型LNG儲罐荷載及分類26-29
• 2.1.1 荷載概述26
• 2.1.2 大型LNG儲罐荷載分類26-29
• 2.2 大型LNG儲罐荷載代表值29-30
• 2.3 大型LNG儲罐荷載組合方式30-34
• 2.3.1 荷載組合30-31
• 2.3.2 承載能力極限狀態(tài)組合31-33
• 2.3.3 正常使用極限狀態(tài)組合33-34
• 2.4 本章小結34-35
• 第3章 大型LNG儲罐模態(tài)分析35-47
• 3.1 大型LNG儲罐有限元模型35-39
• 3.1.1 有限元分析35
• 3.1.2 有限元分析步驟35-37
• 3.1.3 LNG儲罐有限元模型建立37-39
• 3.2 模態(tài)分析基本理論39-41
• 3.2.1 模態(tài)分析39-40
• 3.2.2 預應力模態(tài)分析40-41
• 3.3 大型LNG儲罐模態(tài)分析41-46
• 3.3.1 有絕熱層儲罐模態(tài)分析41-43
• 3.3.2 無絕熱層儲罐模態(tài)分析43-45
• 3.3.3 模態(tài)分析結果對比45-46
• 3.4 本章小結46-47
• 第4章 大型LNG儲罐地震響應分析47-61
• 4.1 地震抗震計算47-51
• 4.1.1 底部剪力法47-49
• 4.1.2 振型分解反應譜法49-51
• 4.2 響應譜分析51-54
• 4.2.1 響應譜分析基本理論51-52
• 4.2.2 響應譜分析參數52-54
• 4.3 絕熱層對儲罐地震響應影響分析54-57
• 4.3.1 荷載組合工況的選取54-55
• 4.3.2 儲罐地震響應分析結果55-57
• 4.4 地震作用下的大型LNG儲罐結構響應分析57-59
• 4.4.1 豎向地震作用下有絕熱層儲罐的地震響應分析57-58
• 4.4.2 水平、豎向地震共同作用下有絕熱層儲罐的地震響應分析58-59
• 4.5 本章小結59-61
• 結論與展望61-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄68

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1 傅衛(wèi)國;;球形絕熱層經濟厚度的計算[J];化肥設計;1990年02期

2 盧俊明;;軟木絕熱層損壞的原因和施工要點[J];肉類工業(yè);1991年10期

3 胡塔峰,吳斌;一種絕熱層膠料的成分剖析[J];橡膠工業(yè);2005年07期

4 A Saha Deuri ,Anil K.Bhownick ,居建國;成型壓力、冷卻速率和固化溫度對火箭絕熱層性能的影響[J];上海航天;1989年03期

5 鄒德榮;;棉麻有機纖維及在絕熱層中應用[J];化學推進劑與高分子材料;2000年04期

6 王潔蓮,鄒寶明,李寶印;采用真空技術保冷輸送液體氮[J];節(jié)能技術;1984年06期

7 徐勝良;程福銀;;三元乙丙絕熱層表面酸堿性質研究[J];化學推進劑與高分子材料;2009年03期

8 張嘉蕙;;固體火箭發(fā)動機殼體內絕熱層的概況與三元乙丙膠絕熱層的現狀[J];國外固體火箭技術;1983年04期

9 譚英杰,唐立強,鄭貴;供熱直埋管道絕熱層厚度優(yōu)化設計及影響因素[J];大慶石油學院學報;2002年04期

10 О.Н.Хорошилов ,高業(yè)麟;可熔金屬芯的絕熱涂層[J];鑄造;1990年01期

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1 王慶利;楊杰;曾金芳;王曉潔;謝瑞廣;;新型布基增強絕熱層研制[A];復合材料——基礎、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復合材料學術會議論文集（下）[C];2006年

2 婁永春;何國強;李江;陳劍;劉洋;;沖刷條件下絕熱層動態(tài)燒蝕實驗研究[A];中國宇航學會固體火箭推進第22屆年會論文集（推進劑分冊）[C];2005年

3 李江;何國強;陳劍;劉洋;婁永春;王希亮;;顆粒侵蝕條件下絕熱層燒蝕實驗研究[A];中國宇航學會固體火箭推進第22屆年會論文集（推進劑分冊）[C];2005年

4 李成會;劉安定;;固體發(fā)動機澆注型絕熱層材料[A];中國宇航學會固體火箭推進第22屆年會論文集（推進劑分冊）[C];2005年

5 王希亮;何國強;李江;陳劍;劉洋;;基于RTR技術的絕熱層燒蝕實時測量實驗[A];中國宇航學會固體火箭推進第22屆年會論文集（推進劑分冊）[C];2005年

6 張勁松;凌玲;何永祝;;抗沖蝕EPDM絕熱層研究[A];中國宇航學會固體火箭推進第22屆年會論文集（推進劑分冊）[C];2005年

7 豐美麗;尚丙坤;;三聚氰胺磷酸鹽在推進劑絕熱層中的應用及作用機理[A];2004全國阻燃學術年會論文集[C];2004年

8 惠亞軍;;真空加壓絕熱工藝研究[A];中國化學會第五屆全國化學推進劑學術會議論文集[C];2011年

9 趙文勝;高國新;鄭元鎖;鞏紅光;劉藝;;白炭黑與硼酚醛樹脂用量對EPDM/NBR柔性絕熱層材料性能的影響[A];中國宇航學會固體火箭推進第22屆年會論文集（推進劑分冊）[C];2005年

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1 李恩;從手動到自動的跨越[N];中國航天報;2014年

2 魏翔飛;群策群力 智擒工藝“攔路虎”[N];中國航天報;2010年

3 魏忠杰;宇航員太空行走，，模擬修復絕熱瓦像瓦匠[N];新華每日電訊;2005年

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1 李理;固體火箭沖壓發(fā)動機絕熱層燒蝕及結構參數對燒蝕的影響研究[D];國防科學技術大學;2011年

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1 李劍;固體火箭發(fā)動機絕熱層燒蝕模擬[D];武漢理工大學;2015年

2 馬志鵬;大型LNG儲罐結構動力學分析[D];蘭州理工大學;2015年

3 王希亮;高溫稠密兩相流沖刷條件下絕熱層動態(tài)燒蝕研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

4 程秀忠;炮射固體火箭沖壓發(fā)動機絕熱層傳熱燒蝕性能研究[D];南京理工大學;2008年

5 樊森;發(fā)動機絕熱層粘接質量自動檢測系統研究[D];中北大學;2010年

6 婁永春;高溫稠密兩相流沖刷條件下絕熱層燒蝕實驗研究[D];西北工業(yè)大學;2005年

7 曹軍;炮射固沖發(fā)動機絕熱層傳熱燒蝕仿真與試驗研究[D];南京理工大學;2009年

8 張海鵬;J210三元乙丙內絕熱層及其應用研究[D];國防科學技術大學;2012年

9 劉海東;高溫絕熱層設計與耦合換熱研究[D];華北電力大學;2013年

  本文關鍵詞：大型LNG儲罐結構動力學分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：273255