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基于实测沉降多因素影响下储罐的屈曲变形分析及加固研究
1
作者 周利剑 于新杰 董守业 《河南科学》 2024年第2期173-181,共9页
在役储罐往往因罐底不均匀沉降导致罐壁产生较大变形,影响储罐的安全运行.为了研究沉降作用下罐壁的变形与罐底沉降的关系,采用有限元模拟方法,并基于实测沉降数据,研究了不同沉降加载比例、罐内储液高度对罐壁变形的影响.此外,探究了... 在役储罐往往因罐底不均匀沉降导致罐壁产生较大变形,影响储罐的安全运行.为了研究沉降作用下罐壁的变形与罐底沉降的关系,采用有限元模拟方法,并基于实测沉降数据,研究了不同沉降加载比例、罐内储液高度对罐壁变形的影响.此外,探究了储罐加固措施位置对加固效果的影响.结果表明:罐底沉降向下位移时,罐壁向外侧位移,而罐底沉降向上位移时,罐壁向内侧位移,且罐底沉降位移曲线与罐壁位移曲线大致相同;随着罐内储液高度上升,罐壁位移减小,表明罐内储液高度的提升可以增强储罐抵抗不均匀沉降,降低对罐壁变形的影响;加强圈对储罐的加固作用取决于其在罐壁上的位置,与未加固措施的储罐相比,设置加强圈后储罐临界沉降比例系数LPFs增大,且LPFs在沉降罐罐壁发生屈曲破坏的位置时达到最大,对储罐的加固效果最佳. 展开更多
关键词 储罐 实测沉降 有限元模拟 沉降罐加固
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长周期地震动作用下大型立式储罐晃动波高问题研究 被引量：4
2
作者 周利剑 吴育建 +3 位作者 孙建刚 崔利富 吕远 罗东雨 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2019年第3期87-95,共9页
大型立式储罐储液受地震作用晃动波高问题是储罐抗震设计的重要指标,该指标的设计是否合理直接关系到储罐在地震作用下的安全性能,特别大型储罐在长周期地震动激励下会产生大幅晃动,对储罐本身和周围环境构成重大威胁。因此,针对长周期... 大型立式储罐储液受地震作用晃动波高问题是储罐抗震设计的重要指标,该指标的设计是否合理直接关系到储罐在地震作用下的安全性能,特别大型储罐在长周期地震动激励下会产生大幅晃动,对储罐本身和周围环境构成重大威胁。因此,针对长周期地震动作用下立式储罐的晃动效应,本文进行了各国规范之间的对比、振动台试验、数值仿真的研究。结果表明:中、美、欧、日储罐抗震规范在适用范围、场地分类、设防基准和反应谱等方面存在差异,但规范波高计算值相差不大,满足了对中短周期地震动激励波高的设防要求,对长周期地震动激励波高设防明显不足;储罐在含有丰富长周期波形的地震波作用下,产生的试验波高较大,且随地震动峰值加速度的增加呈一定的线性增加;利用傅里叶谱卓越周期作为频谱特性参数来拟合波高具有可行性,并与激励波高由一定趋势的函数关系;选用傅里叶谱低频幅值占比率λ进行长周期地震波界定,并运用多阶振型叠加SRSS方法进行规范波高公式修正,计算结果对长周期地震动激励波高有较高的设防。 展开更多
关键词 大型立式储罐 安全 波高 长周期 规范 试验 振型
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含多腐蚀缺陷油气管道的相互作用准则及剩余强度
3
作者 周利剑 朱东林 +2 位作者 董守业 于新杰 曹武朋 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期22-31,64,共11页
利用ABAQUS软件,采用控制变量法和无量纲分析法,求解只含轴向或环向多腐蚀缺陷管道的等效应力,并提出了管道多腐蚀缺陷间的相互作用准则、判定流程和影响因素;在考虑腐蚀缺陷间相互作用效应的情况下,结合控制变量法,对处于复杂腐蚀状态... 利用ABAQUS软件,采用控制变量法和无量纲分析法,求解只含轴向或环向多腐蚀缺陷管道的等效应力,并提出了管道多腐蚀缺陷间的相互作用准则、判定流程和影响因素;在考虑腐蚀缺陷间相互作用效应的情况下,结合控制变量法,对处于复杂腐蚀状态下含多腐蚀缺陷的管道的剩余强度进行了数值模拟,并提出了剩余强度变化系数;采用正交试验设计法,分析了影响腐蚀管道剩余强度的主、次要因素。结果表明:当只有轴向或环向腐蚀缺陷时,轴向间距系数是影响管道应力状态的主要因素;当腐蚀轴向间距大于■时,腐蚀缺陷间无相互作用;当轴向、环向均有腐蚀缺陷时,腐蚀长度系数和腐蚀宽度系数是影响管道剩余强度的主要因素,腐蚀深度系数和轴向间距系数次之。 展开更多
关键词 腐蚀缺陷 相互作用 正交试验设计 剩余强度 腐蚀缺陷系数
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缺陷参数对含双腐蚀储罐剩余承载力的影响
4
作者 周利剑 董守业 于新杰 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2023年第6期847-853,共7页
为研究不同腐蚀缺陷参数对储罐承载力的影响,结合油田采油厂钢制原油储罐腐蚀现状,借助ABAQUS有限元软件建立了立式钢制储油罐模型。采用控制变量法,探究了不同缺陷参数下原油储罐等效应力云图分布特点和剩余承载力的变化规律,并根据有... 为研究不同腐蚀缺陷参数对储罐承载力的影响,结合油田采油厂钢制原油储罐腐蚀现状,借助ABAQUS有限元软件建立了立式钢制储油罐模型。采用控制变量法,探究了不同缺陷参数下原油储罐等效应力云图分布特点和剩余承载力的变化规律,并根据有限元模拟结果,建立了不同腐蚀深度下储罐剩余承载力的相关理论公式。结果表明:最大Von Mises应力出现在各腐蚀缺陷的中心处;环向腐蚀间距小于2°时,随着间距的增加,剩余承载力逐渐减小,环向腐蚀间距大于2°时,剩余承载能力基本维持不变,轴向腐蚀间距与剩余承载力之间呈对数函数关系;当腐蚀长度在0.10~0.15 m变化时,剩余承载力逐步减小;腐蚀深度达到3 mm时,承载力大幅降低,需要及时抑制腐蚀深度的扩展。 展开更多
关键词 原油储罐 缺陷参数 最大Von Mises应力 剩余承载力
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茴香精油三种提取方法比较 被引量：10
5
作者 周利剑 李秉超 刘琨 《中国调味品》 CAS 北大核心 2010年第9期80-83,共4页
以选择最佳提取小茴香精油的实验方法为目的,应用同时蒸馏萃取法,超临界二氧化碳萃取法和微波萃取法等方法对华北地区的茴香全叶进行提取精油,得率分别为3.133%,2.953%,2.747%。经过比较这三种方法的得油率及其工艺优劣势,得出的结论是... 以选择最佳提取小茴香精油的实验方法为目的,应用同时蒸馏萃取法,超临界二氧化碳萃取法和微波萃取法等方法对华北地区的茴香全叶进行提取精油,得率分别为3.133%,2.953%,2.747%。经过比较这三种方法的得油率及其工艺优劣势,得出的结论是同时蒸馏萃取法提取的精油得率最高、工艺最佳。 展开更多
关键词 微波 同时蒸馏 超临界 萃取 比较
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内罐影响下LNG储罐外罐地震响应分析 被引量：5
6
作者 周利剑 黄兢 +1 位作者 王向英 范远刚 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2012年第1期21-25,共5页
为了考虑内罐在不同方向地震动时对LNG(液化天然气)储罐外罐的影响,对有内罐和无内罐情况下LNG储罐外罐进行了地震响应分析。结果表明:有内罐时地震响应比无内罐时小,内罐的存在对LNG储罐抗震有好的影响;竖向地震波对结构振动的影响不... 为了考虑内罐在不同方向地震动时对LNG(液化天然气)储罐外罐的影响,对有内罐和无内罐情况下LNG储罐外罐进行了地震响应分析。结果表明:有内罐时地震响应比无内罐时小,内罐的存在对LNG储罐抗震有好的影响;竖向地震波对结构振动的影响不能忽视。 展开更多
关键词 LNG储罐 内罐泄漏 地震响应分析 竖向地震波
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立式储罐与地基相互作用动力特性分析 被引量：11
7
作者 周利剑 孙建刚 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第3期232-234,共3页
立式储罐结构在工程实际中得到广泛的应用。本文以某大型立式储罐结构为例,考虑到液体、结构、地基的相互作用与影响,同时考虑地基与结构及液体与结构的耦合问题,采用有限元方法对浮放在地基上的储罐结构进行了自振特性计算。分别计算... 立式储罐结构在工程实际中得到广泛的应用。本文以某大型立式储罐结构为例,考虑到液体、结构、地基的相互作用与影响,同时考虑地基与结构及液体与结构的耦合问题,采用有限元方法对浮放在地基上的储罐结构进行了自振特性计算。分别计算了满罐和空罐时系统的频率以及所对应的振型图,并研究了储罐的材料参数和地基刚度对动力特性的影响。结果表明:材料参数的影响较小,地基刚度的影响较大,对盛满液体与空罐的影响不同。 展开更多
关键词 储罐 模态分析 有限元 相互作用
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内罐泄漏条件下LNG储罐外罐地震响应分析 被引量：7
8
作者 周利剑 黄兢 +1 位作者 王向英 范远刚 《压力容器》 2012年第1期16-20,共5页
针对内罐泄漏条件下LNG(液化天然气)储罐混凝土外罐,采用不同场地、不同方向地震波对其进行地震响应分析,得出地震波波形及方向对储罐外罐的地震响应的影响。结果表明:坚硬场地垂直向地震波对外罐加速度的影响较小,其他场地垂直向地震... 针对内罐泄漏条件下LNG(液化天然气)储罐混凝土外罐,采用不同场地、不同方向地震波对其进行地震响应分析,得出地震波波形及方向对储罐外罐的地震响应的影响。结果表明:坚硬场地垂直向地震波对外罐加速度的影响较小,其他场地垂直向地震波对外罐的加速度影响较大,特别是软弱场地的影响最大;垂直向地震波对外罐有效应力的影响很小。 展开更多
关键词 LNG储罐 地震响应分析 地震波波形 地震波方向
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基于损伤性能的立式储罐抗震设计方法 被引量：4
9
作者 周利剑 孙建刚 +2 位作者 梁立孚 徐卫东 张文福（审稿） 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2006年第2期131-133,156-157,共3页
建立了立式储罐的地震损伤模型,利用耗能及变形计算的简化公式,计算了工程上常用的8种浮顶罐的损伤指数,给出了应用于立式储罐的损伤指数范围.在此基础上,提出了立式储罐基于损伤性能的抗震设计准则:对于小震不坏的结构,采用现行抗震规... 建立了立式储罐的地震损伤模型,利用耗能及变形计算的简化公式,计算了工程上常用的8种浮顶罐的损伤指数,给出了应用于立式储罐的损伤指数范围.在此基础上,提出了立式储罐基于损伤性能的抗震设计准则:对于小震不坏的结构,采用现行抗震规范的强度验算形式;对于大震不倒的结构,采用考虑损伤性能的验算形式.算例结果表明,基于损伤性能的立式储罐抗震设计方法能够更加合理地评价储罐的破坏程度. 展开更多
关键词 储罐 损伤性能 抗震设计
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同时蒸馏萃取法提取茴香根精油 被引量：5
10
作者 周利剑 李秉超 刘琨 《中国调味品》 CAS 北大核心 2010年第6期60-61,65,共3页
优选茴香精油提取工艺,采用同时蒸馏萃取方法对茴香根实施正交实验设计L9(34),以提取率为目标,确定最佳提取工艺条件。结果:最佳条件是A3B1C3,即料液比(g/mL),浸泡90min后用同时蒸馏萃取3h。结论:优选得到的工艺稳定可行。
关键词 茴香根 挥发油 同时蒸馏萃取 正交实验
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储液罐子结构振动台试验仿真分析 被引量：4
11
作者 周利剑 范远刚 +6 位作者 高斌 单明康 王向英 周利剑 范远刚 高斌 王向英 《压力容器》 2013年第7期18-23,共6页
由于有限元仿真需要假设材料性能,难以真实全面地反映储液罐的地震响应;而振动台试验只能完成较小比例的模型试验,与储罐原型差距很大。为此,提出了储液罐子结构振动台试验方法,采用Malhotra力学模型,将储液罐划分为试验子结构和数值子... 由于有限元仿真需要假设材料性能,难以真实全面地反映储液罐的地震响应;而振动台试验只能完成较小比例的模型试验,与储罐原型差距很大。为此,提出了储液罐子结构振动台试验方法,采用Malhotra力学模型,将储液罐划分为试验子结构和数值子结构两部分。运用MATLAB程序对储液罐子结构振动台试验进行了仿真试验分析。仿真计算表明:储液罐子结构仿真结果与全结构的计算结果有较好的吻合性,仿真计算的储罐基底剪力与规范算法接近。 展开更多
关键词 储液罐 子结构 仿真 抗震
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大型储油罐抗震性能分析 被引量：4
12
作者 周利剑 孙建刚 李晓丽 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2006年第8期33-35,12,共4页
采用ANSYS有限元软件针对20 000m3储油罐进行了数值分析。计算了罐侧壁环向、竖向应力及基底弯矩随着罐中液面高度变化的地震响应分析,用以验算其抗震性能,并与规范和简化方法比较,验证结果的正确性。结果表明:季节性冻土层的存在明显... 采用ANSYS有限元软件针对20 000m3储油罐进行了数值分析。计算了罐侧壁环向、竖向应力及基底弯矩随着罐中液面高度变化的地震响应分析,用以验算其抗震性能,并与规范和简化方法比较,验证结果的正确性。结果表明:季节性冻土层的存在明显地影响着场地动力特性,进而影响储罐的抗震安全性。在非冻结场地上该储罐在多遇地震和罕遇地震情况下都是安全的;在冻结场地上该储罐在多遇地震情况下是安全的,而在罕遇地震情况下是不安全的。 展开更多
关键词 储罐 有限元 抗震性能 烈度
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储液罐子结构数值仿真分析 被引量：3
13
作者 周利剑 范远刚 +2 位作者 高斌 单明康 王向英 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第18期5164-5167,共4页
由于有限元仿真需要假设材料性能,难以真实全面的反映储液罐的地震响应;而振动台试验只能完成较小比例的模型试验,与储罐原型差距很大。为此,提出了储液罐子结构振动台试验方法。采用Malhotra力学模型,将储液罐划分为试验子结构(罐底和... 由于有限元仿真需要假设材料性能,难以真实全面的反映储液罐的地震响应;而振动台试验只能完成较小比例的模型试验,与储罐原型差距很大。为此,提出了储液罐子结构振动台试验方法。采用Malhotra力学模型,将储液罐划分为试验子结构(罐底和土体)和数值子结构(储罐和液体)两部分。试验子结构放在地震模拟振动台上进行试验研究,数值子结构部分由计算机进行模拟。仿真计算表明:储液罐子结构仿真结果与全结构的非常吻合,仿真计算的储罐基底剪力与规范算法接近。 展开更多
关键词 储液罐 子结构 仿真 抗震
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立式储罐耗能及变形的数值分析与计算 被引量：3
14
作者 周利剑 孙建刚 +1 位作者 梁立孚 张文福（审稿） 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2006年第2期128-130,29,共4页
采用ANSYS有限元分析系统中的流体单元(fluid80)、壳单元(shell181)、实体单元(solid45),建立了立式钢制储罐地震响应分析的三维有限元模型;选取有代表性的4种地震波,计算了工程上常用的8种浮顶罐的耗能及变形;以抗震设防烈度、储罐的... 采用ANSYS有限元分析系统中的流体单元(fluid80)、壳单元(shell181)、实体单元(solid45),建立了立式钢制储罐地震响应分析的三维有限元模型;选取有代表性的4种地震波,计算了工程上常用的8种浮顶罐的耗能及变形;以抗震设防烈度、储罐的底板厚度、储液的高度等参数为变量,采用多元回归的方法,给出了各种储罐底板变形及耗能的实用简化计算公式,以便于实际工程中的应用. 展开更多
关键词 储罐 有限元 耗能变形 多元回归 ANSYS
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支架式球形储罐层间隔震分析 被引量：2
15
作者 周利剑 王雪 +1 位作者 孙铭阳 郭俊男 《压力容器》 2016年第9期18-27,共10页
对于大型化和高参数化球罐的安全服役,层间隔震有着广泛的应用领域。但在支架式球形储罐结构中设置隔震层,可能会导致隔震层以及隔震层以下的结构地震反应变强。针对上述情况,建立了容积为1500 m^3,7层支架式球形储罐有限元模型。分别在... 对于大型化和高参数化球罐的安全服役,层间隔震有着广泛的应用领域。但在支架式球形储罐结构中设置隔震层,可能会导致隔震层以及隔震层以下的结构地震反应变强。针对上述情况,建立了容积为1500 m^3,7层支架式球形储罐有限元模型。分别在5个位置设置隔震支座作为隔震层,对85%储液下隔震结构施加三向罕遇地震波,同无隔震及基础隔震结构对比,分析储罐在不同隔震层及不同地震下的动力响应。结果表明,基础隔震耗能效果整体较佳,层间隔震的耗能效果与隔震层位置和地震波的特性有关。有限元分析结果表明,将隔震层布置在第3层,整体结构隔震耗能效果最好。 展开更多
关键词 支架式球形储罐 层间隔震 液体晃动 数值模拟 时程分析
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腐蚀长度、宽度、深度对带大面积腐蚀缺陷管道应力的影响分析 被引量：2
16
作者 周利剑 曹武朋 +3 位作者 卢召红 魏立新 朱东林 闫峰 《材料保护》 CAS CSCD 2021年第3期153-157,共5页
针对大面积片状腐蚀缺陷导致管道破坏的问题,利用ABAQUS软件并结合实际数据,建立不同腐蚀条件下的腐蚀管道模型,采用正交试验法对其应力状态进行分析,将模拟结果与API579准则结果进行比较,验证其准确性。结果表明:腐蚀长度、宽度、深度... 针对大面积片状腐蚀缺陷导致管道破坏的问题,利用ABAQUS软件并结合实际数据,建立不同腐蚀条件下的腐蚀管道模型,采用正交试验法对其应力状态进行分析,将模拟结果与API579准则结果进行比较,验证其准确性。结果表明:腐蚀长度、宽度、深度均对带大面积腐蚀缺陷管道的应力状态产生影响,其中腐蚀深度的影响最为显著,腐蚀长度的影响最小;腐蚀宽度在40°~80°范围内对管线的应力状态影响较大,当腐蚀宽度超过80°时,应力变化趋于稳定;不同腐蚀尺寸参数对管线的应力状态影响程度不同,其中腐蚀深度影响最大,所以在进行管线补强、剩余寿命预估及安全评估时,要重点考虑腐蚀深度的影响。 展开更多
关键词 大面积腐蚀 腐蚀缺陷 应力状态 正交试验
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15km^3天然气球罐设计研究及优化 被引量：1
17
作者 周利剑 郭俊男 +1 位作者 王雪 吴育建 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期190-199,共10页
天然气的广泛应用,促进存储容器向大型化发展。以已投产使用的10km3天然气球罐为设计基础,设计建造完全国产化的15km3天然气球罐,利用计算参数建立有限元模型,验证模型的可靠性。建立双层拉杆模型,施加地震荷载及风载,进行动力响应分析... 天然气的广泛应用,促进存储容器向大型化发展。以已投产使用的10km3天然气球罐为设计基础,设计建造完全国产化的15km3天然气球罐,利用计算参数建立有限元模型,验证模型的可靠性。建立双层拉杆模型,施加地震荷载及风载,进行动力响应分析及应力分析。为讨论双层拉杆最优位置及直径,建立了5种上下拉杆比例不同的模型,另外每种比例模型设计3种不同拉杆直径。结果表明:在8度设防二类场地地震波的情况下,上层和下层拉杆比例为0.618∶1,直径为50mm的模型对于球罐优化方面优于其他模型,球罐各项参数均显著减小且应力无放大效应。 展开更多
关键词 天然气球罐 有限元模型 双层拉杆 动力响应分析 应力分析
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立式储罐储液晃动波面振动分析 被引量：3
18
作者 周利剑 许田 +1 位作者 卢召红 顾孝宋 《河北工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2020年第1期12-18,共7页
针对真实地震作用下立式储罐的波面振动是否有高阶阵型的参与这一问题,通过有限元软件ADINA对一万方立式储罐作在地震作用下的晃动响应分析,并得出以下结论:立式储罐的晃动波高与输入地震动峰值加速度成线性关系,两激励波高与响应峰值... 针对真实地震作用下立式储罐的波面振动是否有高阶阵型的参与这一问题,通过有限元软件ADINA对一万方立式储罐作在地震作用下的晃动响应分析,并得出以下结论:立式储罐的晃动波高与输入地震动峰值加速度成线性关系,两激励波高与响应峰值加速度的比值相同;不同储液比对晃动波高和一阶晃动周期的影响较小;不同地震动作用下的晃动波高径向极值点位置不同,极值点越靠近罐心处,晃动参与振型越丰富,振型叠加越明显,并表明储液在地震作用下的晃动是由多阶振型叠加的结果。 展开更多
关键词 立式储罐 波高 有限元 振动分析
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LNG储罐外墙模态分析 被引量：1
19
作者 周利剑 黄兢 +1 位作者 臧丽英 范远刚 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第2期447-449,454,共4页
以某大型LNG(液化天然气)储罐结构为例,考虑到贮液条件下储罐与液体的相互作用与影响,即液体与结构的耦合问题,采用有限元方法对储罐结构进行了模态分析。结果表明:空罐,前三阶频率为6.376、6.376、6.468Hz,内罐贮液,前三阶频率0.102、0... 以某大型LNG(液化天然气)储罐结构为例,考虑到贮液条件下储罐与液体的相互作用与影响,即液体与结构的耦合问题,采用有限元方法对储罐结构进行了模态分析。结果表明:空罐,前三阶频率为6.376、6.376、6.468Hz,内罐贮液,前三阶频率0.102、0.102、0.137 Hz,内罐泄漏后,前三阶频率0.093、0.093、0.136 Hz,内罐贮液与内罐泄漏后储罐外罐的频率相差不大,但比空罐时的频率降低很多。说明了液体对储罐系统自振特性的影响是很大的,相当于储罐内部增加了液体的约束。 展开更多
关键词 LNG储罐 模态分析 有限元 贮液 频率
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大型立式储罐在地震作用下储液晃动问题计算 被引量：6
20
作者 周利剑 吴育建 +1 位作者 孙建刚 许田 《压力容器》 北大核心 2019年第8期23-32,共10页
大型立式储罐受地震作用的储液晃动波高是储罐抗震设计的重要指标,该指标的设计是否合理关系到储罐在地震作用下的安全性能。近断层地震动常包含速度大脉冲和丰富长周期波形,易激发长周期特性的大型立式储罐产生大幅晃动,对储罐本身和... 大型立式储罐受地震作用的储液晃动波高是储罐抗震设计的重要指标,该指标的设计是否合理关系到储罐在地震作用下的安全性能。近断层地震动常包含速度大脉冲和丰富长周期波形,易激发长周期特性的大型立式储罐产生大幅晃动,对储罐本身和周围环境构成重大威胁。因此,为研究近断层地震动作用下立式储罐的晃动响应,通过振动台试验、有限元仿真和各国储罐规范对波高设防合理性问题的研究,试验表明,立式储罐在近断层地震动或长周期地震动作用下,晃动波高较大,且晃动波高与输入地震动峰值加速度大致呈线性关系,对模型罐进行数值仿真,通过仿真波高和试验波高的数据拟合,两者可互相验证,得出利用有限元软件ADINA进行大型立式储罐的晃动模拟是可行的;对10 000m3立式储罐做大量近断层地震动作用下的晃动仿真,利用地震动卓越周期或脉冲周期作为频谱参数表征波高都有一定的合理性,且近断层地震动激励波高明显大于在相似参数下各国储罐规范的设计波高,因此,各国立式储罐在波高设计时,有必要考虑近断层地震动对波高的不利影响。 展开更多
关键词 立式储罐 近断层 试验 仿真 规范 频谱参数
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