“56立方LNG运输半挂车应力分析”纪念我作为压力容器人的一段芳华！
导读：时光荏苒，岁月如梭。十年前，我背上行囊坐着雪国列车，踏上了返乡的旅途。阔别了江南的烟雨，此一行，多多少少有些失落。幸运的是接下来的一段时间，成为了我的人生转折点。那时遇到了好的领导，遇到好的同事，我们一起忍受了那一个没有暖气的寒冬，一起努力拼搏、共克时艰，最终取得了设计和制造证。 不久的后来，移动压力容器行业跟打了鸡血一样发展的突飞猛进，LNG半挂运输车越做越大，常规的52.6立方已经满足不了市场的要求，大容积，外加强圈成为了市场主流，容积一度达到了56立方甚至更大。由于半挂车的外形尺寸有限制，想增大容积，外壳加强圈就要断开（非整圈），而且断开的长度远远超过了标准的要求。
56立方LNG半挂车
低温罐体简图
我硬着头皮设计了这款56立方的LNG半挂车，其中的风险大家都明白，侧面加强圈断开长度如此的长，随时都会有失稳的风险，外壳失稳变形后会紧贴内容器壁，内容器的低温会传导到外壳，外壳会因为无法承受-162℃的低温而裂开，进而出现泄露甚至爆炸的危险。而从理论上规避这种风险的唯一途径就是，应力分析设计。可是应力分析哪是那么容易的事情，当时还没有那个能力自己做，而外委设计需要大把大把的银子。这就是我学习应力分析设计的初衷。后来，移动容规第一号更改单修改了要求：”真空绝热罐体内容积不得大于52.6立方”。再后来，我们都离开了。直到前不久，这公司的名字改成了某某风电公司。从公司门口路过，不由得心酸，而我也终于鼓起勇气，熬了好几个夜，做了这个56立方LNG运输半挂车的案例，来纪念那一段芳华。1、建模：模型采用SolidWorks建模，ANSYS Workbench进行前处理，内容器和外壳采用壳单元，环氧玻璃钢支撑处采用实体单元，分别设置碳钢不锈钢的杨氏弹性模量和泊松比，环氧玻璃钢设置各项异性数据，壳单元与实体单元采用绑定接触（MPC），后部四个支撑绑定接触，前部四个支撑摩擦接触。壳单元的建模经常会出现各种各样的问题，尤其是采用第三方软件导入DM里的模型，原本是接触的模型，导入后却有了间隙，例如我通常用SolidWorks建模时，将支撑腿伸入到罐体内部，导入DM里之后再将多余部分抑制掉，这样可以保证模型有效的接触。
模型
2、计算内容：内容器施加内压，夹层施加负压，惯性力分别为运动方向2g、水平方向1g、垂直向上1g、垂直向下2g。由于计算工况较多，不便将所有工况展示，现只计算运动方向的工况，计算内容包括变形，薄膜应力，薄膜加弯曲应力，以及特征值屈曲。
薄膜加弯曲应力
3、结果的评定：结果的评定按照JB4732-1995（2005年确认版）4、注意事项：随着LNG半挂车的轻量化设计，外壳越来越薄，那么有一个工况容易被忽略，就是脱挂后驻车情况下，支腿垫板处的局部应力计算，这里不仅仅是强度，这也是造成屈曲的一个诱因。本案例献给那些已经产生共鸣，且从事压力容器设计的同道中人，如果您在这学习这个案例过程中，有任何疑问，欢迎加入仿真秀压力容器设计交流群，我在群里与您交流。进群请添加仿真秀任意小助手，另外分享本文到朋友圈截图发给仿真秀小助手，可赠送压力容器行业规范电子版一份（点击附件下载）。
最后，曾经的时光一去不返，曾经的伙伴也难相见，只能珍惜当下，大家有缘再聚。作者简介：孙捷飞，仿真秀科普作者，A1、A2、C2、C3级压力容器审核员，从事固定、移动压力容器设计审核工作。
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