考虑液固耦联的钢制储罐的模态分析与评价

为完善钢制储罐的振型变化规律，以1.0×10⁴ m³立式圆筒形储油罐为例，利用ADINA有限元软件对考虑液固耦合效应的非锚固罐和锚固罐进行模态分析，得到了储油罐液体晃动的频率和振型，并与理论计算结果进行比较，两者在数值上接近，验证了有限元模型的正确性；以液面高度、储罐的几何参数和材料属性为变量，分析了非锚固罐的罐液耦联振型和频率。结果表明：液面高度对储液晃动频率和罐液耦联频率的影响都很大。储罐的罐壁厚度、储罐的弹性模量对罐液耦联频率影响较为明显；而底板厚度、储罐的屈服强度对罐液耦联频率影响不大。     

立式圆柱形油罐传热系数的简化算法

该算法是国内关于立式圆柱形油罐传热系数通用的计算方法，由于在计算传热系数之前，不能确定罐壁温度，常需反复试算校核，使得计算过程比较繁琐。Sivaraman-Hess公式是一个直接运用各种内、外参数确定立式圆柱形油罐罐壁温度的经验公式。引入该公式的简化算法，可省去了试算法中繁琐的罐壁温度试算校核过程，简化了计算步骤。为了检验Sivaraman-Hess公式法的可用性，按上述两种计算方法用C语言编写程序，并以立式圆柱形拱顶罐为例，在各种内外因素变化的条件下，对其在直径范围内的很多值进行了比较计算。结果证明，在国内大部分地区，对于大中型立式圆柱形油罐的罐壁温度与油罐传热系数的计算，简化算法有着非常好的计算精度。     

大型原油储罐有限元分析建模的新方法

为了准确计算大型原油储罐的底板应力，提出了一种有限元分析的建模方法. 初步分析了弹簧杆模型与弹性地基接触模型的差异，选取接触单元模拟地基 罐底板的相互作用. 比较了罐底板上表面径向应力理论解、有限元计算应力结果与实测应力数据的误差，并结合油罐钢筋混凝土环梁和弹性地基的沉降特点，提出将两种地基的沉降量差作为有限元建模的边界条件. 通过试算得到了地基的弹性模量和沉降差估算值.结果表明，理论估算结果与基础沉降监测值吻合很好，该方法可以准确地模拟油罐底板的应力，还可以预测在用大型油罐的安全性.     

立式圆柱形油罐传热系数的简化算法

试算法是国内关于立式圆柱形油罐传热系数通用的计算方法 ,由于在计算传热系数之前 ,不能确定罐壁温度 ,常需反复试算校核 ,使得计算过程比较繁琐。Sivaraman -Hess公式是一个直接运用各种内、外参数确定立式圆柱形油罐罐壁温度的经验公式。引入该公式的简化算法 ,可省去了试算法中繁琐的罐壁温度试算校核过程 ,简化了计算步骤。为了检验Sivaraman -Hess公式法的可用性 ,按上述两种计算方法用C语言编写程序 ,并以立式圆柱形拱顶罐为例 ,在各种内外因素变化的条件下 ,对其在直径范围内的很多值进行了比较计算。结果证明 ,在国内大部分地区 ,对于大中型立式圆柱形油罐的罐壁温度与油罐传热系数的计算 ,简化算法有着非常好的计算精度。     

单盘外浮顶油罐自动通气阀溢油的原因分析

简要介绍了外浮顶油罐自动通气阀的结构形式和工作原理，将外浮顶罐浮盘未升起时浮盘与罐底之间的油气空间类比标准固定，顶罐容积确定热影响容积进行储罐通气量及通气阀通气面积的计算，根据流体稳定流动量方程推导出油品进入自动通气阀阀体内的高度计算公式，确定自动通气阀在通气面积一定时阀杆必须具有的设计高度，进而分析出一些已建油罐可能由于通气阀通气面积不够或阀杆设计高度不足而产生溢油的原因和今后设计应注意的问题。     

大型浮顶储油罐爆炸动力响应及破坏机理

为研究大型浮顶储油罐结构在可燃气体爆炸作用下的变形破坏机理,根据Von Mises屈服条件和强度理论,建立了储油罐结构在爆炸荷载作用下的广义屈服函数和失效破坏准则,利用显示非线性动力有限元软件LS-DYNA,采用ALE流固耦合算法,对爆炸作用下容积为15×10⁴ m³的大型浮顶储油罐结构的罐壁位移、加速度、应力、应变等动态力学响应进行了数值模拟,计算结果表明:浮顶油罐的失效破坏模式为迎爆面顶部罐壁产生内凹塌陷和屈曲变形,迎爆面中部驻点区首先屈服并带动相邻部分达到屈服状态,同时在变形区周围明显形成不规则的塑性铰环,导致罐壁产生内凹屈曲．爆炸作用下,罐内液体既对罐壁产生一定的冲击作用,也能吸收和耗散部分爆炸能,储罐内液面较高时能提高油罐结构的抗爆能力．     

热风炉阀声振耦合有限元分析

为了减小热风炉阀在运行时噪音对周围居民的影响,运用有限元分析软件ANSYS对某热风炉阀结构及周围声场进行分析.在流体运动管道声场、小孔喷注消音等相关理论基础上,建立了结构、流体、声场有限元模型.通过建模、划分网格、加载、求解以及后处理等步骤,对该阀体及附近区域流体进行声振耦合计算分析.结果表明：带孔板结构在孔径为4 mm时,厚度为20 mm时,该阀体的结构形式的消音效果比到较理想,能为热风炉阀减噪设计提供一定的参考依据.     

有限元仿真在薄壁罐的应用

运用大型通用有限元软件ANSYS,结合饮料罐和番茄酱罐制品在实际使用过程中遇到的问题,对此类罐在壁厚变化、罐体受力和承载等方面进行了模拟计算.对于饮料罐A和B分别进行了四种不同壁厚的计算,主要是对罐体在不同的部位受挤压力和整体承载时的情况下计算出最大等效应力值,将其进行分析比较,得出安全状态下罐体减薄后的变化趋势.对于番茄酱罐,分别计算了四种不同的罐型的承载情况,得出承载能力较强的罐型.通过分析壁厚减薄对罐体性能的影响等,为此类罐的减薄提供科学的理论依据.     

CFG桩复合地基在软土地区大中型油罐地基处理中的应用研究

本文结合CFG桩复合地基在软土地区大中型油罐地基处理中的大量应用实践,对CFG桩复合地基的结构、荷载在复合地基中的传递过程、复合地基的工作机理及设计计算进行分析,并在规范的基础上对CFG桩复合地基中单桩承载力、褥垫层厚度及沉降量的计算进行具体阐述,给出褥垫层厚度计算的可靠经验公式。计算结果表明,环梁沉降量的理论计算值和长期观测值基本吻合,将CFG桩复合地基应用于软土地区大中型油罐地基处理中技术可行,与其传统的桩基础等其它处理方法相比,经济、环境和社会效益显著。     

卧式圆形储油罐液固耦合模态分析

以油料运输中的主要工具铁路卧式圆形储油罐(卧式罐)为研究对象,应用液固耦合原理并以有限元分析软件ANSYS为工具,对装载不同深度有自由液面液体的卧式罐进行了模态分析与计算,得到了不同液体深度下油罐的固有频率及其前四阶固有频率的振形图.分析结果表明,卧式罐固有频率值随液体深度的增加而逐渐降低,用耦合法与平均密度法求解系统固有频率时,所得的计算结果差异较大.     

考虑地基固结效应的储罐静力特性分析

建造在软土地基上的储罐,其底板和壁板的受力不但与底板的坡度有关,而且与储液的加载速度、地基参数有关.针对地基基础与储罐共同作用问题进行非线性固结弹塑性有限元数值模拟计算,分析地基变形、储罐内力与变形的时间效应.计算结果表明,地基内的孔隙水压力变化趋势与一维固结特性相似,底板的径向应力和壁板的环向应力在设计中起控制作用,底板坡度建议值为2%～5%.壁板发生"象足"的位置位于距离储罐底板1 m左右处,该位置容易发生屈曲破坏.     

基于流固耦合理论的立式储液罐抗震数值分析

建立基于流固耦合理论的立式储液罐非线性数值模型,并在地震荷载作用下对其进行罐底提离机理探讨以及罐壁＂象足＂和＂钻石＂变形仿真分析。结果表明,考虑罐壁与液体、罐底与基础接触的模型是有效的,由于液体晃动产生的倾覆力矩作用使罐壁受拉侧罐底边缘倾向于脱离地基,形成罐底提离,从而导致罐壁＂象足＂变形的屈曲破坏。     

轿车侧面抗撞性简化参数化模型的建立及应用

在汽车结构侧面碰撞详细有限元模型基础上,建立了用于汽车侧面结构抗撞性概念设计的简化参数化模型。分析了车身侧面变形的特点,提出了简化模型建立的方法和原则,研究了简化模型建立的关键技术。通过与原详细有限元模型的关键响应量对比,证明了简化模型的准确性和有效性。此外,本文还简要介绍了简化模型在车体侧面抗撞性概念设计中的应用方法。     

重型载货汽车车架结构模态分析

有限元模态分析方法是辨识车辆结构动态性能的一种有效手段,所以为得到重型载货汽车车架结构的动态特性,本文以板壳单元为基本单元,建立了车架结构有限元模态分析模型,并采用NASTRAN有限元分析软件,计算了该车架在自由状态下的模态参数.同时,分析了载货汽车车轮和传动轴的不平衡质量产生的激励,并对车架的结构动态性能进行了评估.结果表明,在不同的行驶速度下,车轮和传动轴不平衡质量激励频率与车架的一阶扭转振动频率、倍频、一阶横向弯曲振动频率及车架11～18阶振动频率接近,使车架易产生共振现象.该研究为进一步改进车架结构提供了理论依据.     

深厚覆盖层高土石坝心墙应力变形特性研究

以在120 m深覆盖层上修建坝高100 m沥青混凝土心墙坝的有限元分析为例,探讨了沥青混凝土心墙高土石坝心墙在深厚覆盖层上的应力变形特性,分析了库水升降循环对沥青混凝土心墙坝心墙应力变形的影响.计算结果表明:沥青混凝土心墙存在较明显的应力拱效应,蓄水后这种拱效应减弱;沥青混凝土心墙具有较强适应坝基变形的能力.     

罐底模型对罐壁应力计算的影响

本文论述了三种不同的罐底模型给罐壁应力计算带来的影响。指出不同的罐底模型对于求解罐底与罐壁连接处的边缘剪力Q_0和弯矩M_0值有较大的影响;但对罐壁最大应力值的影响并不大。计算结果也表明:基于弹性半空间解范畴的力学所法和变点法罐底模型较适于砂基或类似的基础处理;而分离弹簧罐底模型更适宜于钢筋混凝土环梁基础。文中述及了根据不同的罐基情况,采用相应的罐底模型以求算较符合实际的Q_0,M_0值的必要性。     

基于侧倾的运输液态危险化学品的罐式半挂汽车危险状态辨识

针对运输液态危险化学品的罐式半挂汽车列车,建立了用以反映其运动响应特性的整车侧倾数学模型;基于实车参数在ADAMS虚拟环境下建立了整车多体系统动力学模型;通过对移线和转向两种典型工况下整车动力学仿真,系统地分析了变装载条件、变车速条件下车辆发生侧翻的规律,得到了列车侧翻阈值。     

基于ABAQUS的微型车驱动桥壳有限元分析

运用UG三维设计软件建立某微型车整体式驱动桥壳数模,基于HyperMesh、ABAQUS软件平台,建立该车驱动桥壳的FEA模型并进行有限元分析;在4种典型工况下分析获得的应力云图和位移图表明该桥壳的强度与刚度均能满足设计要求,计算效率高,并能在一定程度上缩短桥壳的开发周期,降低研发费用,可为驱动桥壳前期设计阶段精确高效地预测桥壳结构强度、刚度提供指导．     

汽车侧倾试验台台架结构有限元分析

运用建模分析一体化设计方法，建立了某汽车侧倾试验台台面台架的实体参数化模型，导入分析软件分别对承载板架和主支架在三种危险工况下的静应力进行了计算并对模型参数进行了改进。计算和试验结果表明，利用建模分析一体化设计方法，不但提高了设计效率。还使台面台架总质量降低了18％，取得了较好的经济效果。