球罐结构支柱拉杆应力分析计算

《压力容器》杂志2012年第7期上发表的《球罐整体结构自振周期计算及地震响应分析》一文中通过不同的方法对多种规格球罐结构水平刚度、自振周期及地震响应进行分析计算,指出现行球罐设计标准GB 12337—1998《钢制球形储罐》对大型球罐的计算误差较大,《压力容器》杂志2006年第3期上发表的《球罐整体结构水平刚度及支柱拉杆应力分析》一文中给出一种较精确的球罐整体结构水平刚度、自振周期的工程计算方法。通过不同的方法对多种规格球罐结构水平地震工况的支柱和拉杆及地脚螺栓的应力分析计算,指出球罐结构设计应注意的问题,为球罐设计标准的改版提出一些建议。     

球罐整体结构水平刚度及支柱拉杆应力分析

将球壳和上支柱处理为刚．体，球罐质量集中于球心，下支柱处理为结构梁，拉杆处理为只能受拉的绳索（计算中只考虑受拉拉杆），按结构力学分析计算球罐水平刚度和自振周期，以及在水平地震力和风力载荷作用下，下支柱和拉杆的应力（也可考虑基础不均匀沉降球罐整体倾斜的影响）。通过研究得到的计算方法可用于球罐的工程设计和计算。     

1000m^3液氨球罐地震失效分析

对5·12汶川地震中一台被震裂的1000m^3液氨球罐进行了应力计算和失效分析。利用有限元法计算了地震时球罐整体结构、支柱、拉杆、液氨出口管线的应力水平,研究销子、地脚螺栓、拉杆、液氨出口管线断裂的可能先后秩序。结果表明,地震时拉杆和销子首先发生断裂失效,随后致使地脚螺栓和液氨出口管线破裂,并g】发液氨介质泄漏。基于此,提出了球罐的支柱、耳板、底板、拉杆、销子、地脚螺栓等设计改进建议,以加强球罐抗震能力。     

球罐支柱型式及其与球壳连接的结构

通过对10000m^3天然气和3200m^3液化石油气球罐不同支柱型式及其与球罐连接结构进行了研究，分别对操作工况和地震工况的应力进行了有限元分析，得出了一些结论，对合理选择球罐与支柱连接结构型式提出一些基本原则。     

球罐的球壳与支柱相贯线的计算求法

球罐的球壳重量和盛装的物料重量全部是靠支柱来支撑,球壳与支柱是球体与圆柱体相贯,该相贯线在制造时求解是否准确,对后面的安装影响很大。球壳与支柱的相贯线在制造厂通常都是用放样法求得,现介绍一种用公式计算求相贯线的方法,供大家参考。     

直立设备自振周期的计算

随着现代工业的高速发展，直立设备自振周期的计算得到了越来越多的重视。这里通过建立适当的力学模型，导出了用于计算不同直立设备的计算公式，简述了直立设备自振周期的各种计算方法，比较了各种计算方法得出利用有限元分析将是今后计算直立设备自振周期的有效方法。     

大型薄壁球罐制造中几个问题的探讨

叙述了我国首例自行设计制造的4000m3薄壁球罐制造中的几个问题，分析了其产生的原因，并提出了解决措施和建议。     

四带球罐的一种新型分带结构的若干思考

球罐可以划分为桔瓣式和混合瓣式两种型式,球壳结构又可以分为三带、四带、五带、六带和七带等等。四带球罐的分带结构存在着明显的缺点,包括球壳板数量多、焊缝较长、赤道带和温带的材料利用率较低以及焊缝距支柱盖近等。本文主要是通过实例分析,对原有温带的结构和布置依据足瓣式球罐的板片布置原理,利用扩展带的办法进行改变,从而有效地减少了焊缝长度和球壳板数量,在改善赤道带上环缝的应力分布情况的同时也增加了对材料利用率。     

排塔的自振周期

排塔的自振周期特别是最初三阶的自振周期是动力分析的重要参数。作者着重讨论了沿排列方向排塔的弯曲振动。利用支承条件与连接条件建立振动微分方程式并导出了矩阵方程。令此方程的系数矩阵行列式为零,借助于IBM-PC微机可以迅速计算出排塔各阶的纵向自振周期。计算结果与现场测得数据能很好地相符。     

10000m3球罐整体热处理强度及刚度计算

采用有限元分析计算方法,对某厂制造的10000m3球罐在热处理过程中的刚度、强度进行了校核,并针对热处理过程中可能遇到的特殊情况进行了具体分析。结果表明,当球罐存在制造、安装误差,造成球罐受热膨胀柱脚摩擦力增大时,可能会在球壳板与支柱连接的局部区域产生过大的应力。针对此情况,通过计算提出了球罐在热处理过程中柱脚位移的检查与移动方案,以及支柱与u形托板连接局部区域合理的保温措施,确保10000m3球罐在热处理过程中的安全可靠性。     

球形储罐的抗震性能分析研究

球形储罐是石油化工行业最常用的设备之一,其存储物质具有易燃、易爆、剧毒、腐蚀等特性。地震荷载作用下球形容器（球罐）抗震安全保障问题已经成为特种设备抗震研究中重要的课题之一。基于ANSYS有限元软件,首先建立典型球罐力学模型,通过地震波激励下精确的时程反应分析,确定应力显著发生的位置;其次,分析球罐支撑结构设计参数（支柱数目、直径,拉杆直径等）对球罐抗震性能的影响;最后,选取几种典型的大、中、小型球罐,明确各类球罐的抗震性能。该研究为球罐抗震安全保障及设计提供合理依据。     

3500m~3天然气球罐应力测试

35 0 0m3天然气球罐是上海 1998年重点实事工程。球罐设计压力P =1 5 3MPa ,球壳板材料为WEL -TEN6 10CF ,板厚 38mm。由于焊后不进行消除应力热处理 ,因此在气压试验前后对球壳板Y形焊缝、T形焊缝等部位进行了焊缝残余应力测试 ,在气压试验过程中对球壳板Y形焊缝、T形焊缝、赤道板支柱部位进行了应力应变测试。测试结果表明 ,经气压试验后焊缝残余应力有一定下降 ,应力应变测试表明球罐焊缝及热影响区没有出现明显的应力集中现象。球罐壳体的工作应力叠加残余应力的总和仍小于材料的屈服限 ,球罐在正常状态下运行是安全的     

10000m3大型天然气球罐的设计和制造技术

介绍了10000m^3天然气球罐的设计及制造情况，对我国今后设计及建造特大型球罐有一定的指导作用。     

特大型天然气球罐用WEL-TEN610CF钢板的冲击与断裂性能

对特大型天然气球罐用WEL-TEN610CF钢板与焊接接头的冲击及断裂性能进行了试验研究。结果表明：钢板调质态与调质＋去应力处理状态在-20℃时都有较高的冲击性能,钢板和焊接接头在-20℃时都有着良好的断裂韧度,该钢用于-20℃以上工况的特大型球罐是可行的,所用焊接材料与母材匹配且焊接工艺合理。     

调心滚子轴承的谐响应分析

针对高频破碎器用调心滚子轴承在运转过程中承受正弦载荷作用的特殊工况,建立轴承三维模型,并基于有限元分析软件对一定频率载荷作用下的轴承进行模态及谐响应分析,结果表明:在交变载荷作用下,随激励频率增加,轴承相对位移值呈先增大后减小趋势,变化程度较小;当达到共振频率时,相对位移值急剧增大,相位角急剧下降。     

力载荷下液体静压导轨的主动振动分析

以力载荷下的液体静压导轨为对象,建立了闭式导轨、开式导轨的主动振动模型,推导了系统的油膜刚度、阻尼系数的计算公式,计算了简谐、非简谐周期载荷下导轨系统的固有频率、幅值及相角,从理论上分析了设计参数对导轨系统的固有频率、幅值的影响。以闭式液体静压导轨为例,对导轨系统的固有频率、幅值放大系数进行了分析,结果表明：调整油腔压力、油膜厚度均可改变导轨系统的固有频率;力载荷作用下导轨的幅值放大系数基本上不受油腔压力的影响,而随油膜厚度的增大、油液温度的升高、载荷频率的降低而增大。详细地分析了力载荷下液体静压导轨的主动振动,为工程实际中减少导轨振动、提高加工精度提供了参考依据。