爆炸冲击对储罐强度/屈曲/滑移/锚固基础的影响之有限元模型

根据业主提供的定量风险分析报告，球罐爆炸之后，里面盛装的液体会产生汽化，进而产生较大的压力冲击波。根据报告提供的数据，在储罐的外壁将产生0.27 bar的静态压力。这个压力对于储罐来说是非常大的，需要考虑该静态压力对储罐结构的影响。对于储罐的罐壁和罐顶受力示意图如下：

本案例的储罐为5万立LPG罐，对外罐进行了有限元建模，考虑了爆炸产生的冲击载荷对储罐应力和稳定性的影响。外罐的模型包括：罐壁、罐壁加强圈、罐顶、罐顶的环向和径向梁、罐底、锚带以及混凝土基础。

在对储罐进行分析时，需要对以下内容进行核算：外罐的滑移、外罐锚带核算、外罐罐壁及加强圈核算、外罐罐底环形板校核、罐顶结构稳定性校核、储罐结构的最大表面应力强度校核、以及储罐基础校核等。

考虑到载荷和结构的对称性，对储罐进行整体三维建模。考虑到结构尺寸较大，网格数量较多，采用壳单元SHELL181进行模拟，基础采用实体Solid186单元。罐底与基础之间设置摩察接触对。储罐结构的模型与网格划分如下图所示：

根据爆炸产生的静态冲击压力，按照ASME标准对外罐罐壁壁厚以及外压加强圈尺寸和数量进行相应调整，直至计算结果满足标准的要求。对于外部采用加强圈结构的圆形筒体，采用2.5的安全系数来进行评定。屈曲分析结果如下图：

由于文章过长，未完待续……

敬请期待下期关于储罐罐顶屈曲分析的结果及评定方法

储罐滑移分析结果及锚固基础的强度校核