【摘 要】
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能源的储运是一个国家发展的后备力量,作为21世纪三大能源之一的石油资源为我国的高速发展提供了强大的推动力。鉴于西方国家之前的“石油危机”事件,世界各国都高度重视石油的储备工作,我国将其定为能源安全战略的核心之一。自21世纪以来,我国成为了最大的石油进口国,石油开采量居世界前列,石油的储备更显其重要性。目前我国采用储罐来存放石油,我国陆续在大连、青海、大庆等地建立了多座石油储罐,但是由于储罐的服役环
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能源的储运是一个国家发展的后备力量,作为21世纪三大能源之一的石油资源为我国的高速发展提供了强大的推动力。鉴于西方国家之前的“石油危机”事件,世界各国都高度重视石油的储备工作,我国将其定为能源安全战略的核心之一。自21世纪以来,我国成为了最大的石油进口国,石油开采量居世界前列,石油的储备更显其重要性。目前我国采用储罐来存放石油,我国陆续在大连、青海、大庆等地建立了多座石油储罐,但是由于储罐的服役环境和所盛放介质的性质影响,在储罐罐壁等部位会形成大小不一的腐蚀缺陷,虽然钢材具有良好的力学性能和抗腐蚀性能,但是若处于长期服役和强震的综合状态下,储罐可能会发生穿孔、泄露等现象,会导致人民生命财产的严重损失。鉴于此,本文利用大型有限元ABAQUS软件进行建模,首先探究了静力荷载作用下腐蚀对储罐承载力的影响规律,其次引入附加质量法对含有内腐蚀缺陷的钢制储罐进行模态分析,最后选择不同地震波对含有内腐蚀缺陷的储罐进行动力加载,分析其抗震性能的变化情况,这为实际工程中的储罐设计及防护提供参考。本文的具体研究内容如下:1、建立1000m3的立式钢制储油罐模型,首先根据规范进行完好储罐在静力荷载作用下的位移计算,从而验证了模型的准确性。其次运用正交分析法和控制变量法设计了腐蚀工况,研究在不同腐蚀情况下储罐罐壁的承载能力,并用剩余承载力进行表征;同时得到多腐蚀缺陷间相互作用的极限干涉距离以及其对罐壁承载力的影响规律,为含有内腐蚀缺陷储罐的初步评估安全性初步评估提供理论基础。2、通过子程序在ABAQUS中实现了附加质量法的引入,并用其来模拟液固耦合的效果,完成储罐的模态分析。在理论验证和有限元模拟的基础上,提取并分析了储罐的有效参与质量、振型、自振频率等的数据变化,总结了腐蚀缺陷各属性对储罐的振动特性的影响规律。3、对处于不同工况下的腐蚀储罐施加不同的地震波,采用CEL法进行动力模型的建立,运用弹塑性时程分析法对腐蚀储罐进行动力响应分析,讨论腐蚀缺陷的各属性对储罐抗震性能的影响,为含腐蚀储罐的抗震研究提供理论参考。
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