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风韩荷作用圆赶形蛋昀青限元分析
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霹石晨院丁了
张进国张对红等:风载荷作用下圆柱形罐的有限元分析,油气储运,,。
摘要储罐除了受自重、液体内压作用外,还受到风载荷的作用,从而在储罐中产生应力,应曲
力过大会引起储罐的损坏。提出风载荷作用下圆柱形储罐舟析的位移有限元法,根据圆柱形储罐属
于轴对称壳体这一结构特点,席圆柱壳单元和圆环壳单元将其离散化,单元之间以结点圆相连接,
凉风载荷和位移沿环向展开成三角级数,降低了计算维数,减少了计算工作量。用编制的有限元舟析
程序对一个算例的计算表明,该方法能方便有救地计算风载荷作用下圆柱形储罐的应力,可为圆柱
形话罐的设计提供理论依据。件鞋爹
油
主题词作用里昕限元法分析
气’
在石油、天然气、化工生产中,圆柱形储罐得到——径向压力载荷沿环向展开的
了广泛的应用。由于风载荷的作用,礓芦生应阶谐波傅立叶系数。
遥
力,应力过大会引起罐的破坏。现给出风载荷作用下
一
⋯的圆柱形储罐有限元分析方法。、有限元分析
风对储罐的作用为径向压力载荷,可将其沿环
圆柱形储罐由圆柱壳和底板构成,是结构轴对
向畏开为傅立叶级数“、,为谐波形式。
木~●, 称壳体,任意旋转壳体总可用旋转锥壳单元组合而
∑成。旋转锥壳单元任一点的应变向量可定义为式
日一
式中——谐波阶次; :。
竺
【十≠十≠
’【一⋯⋯≠

一

型
~ 一——一——
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式中“、、——子午线切线方向、圆周方向、式中Ⅳ、Ⅳ、Ⅳ——径向、环向方向的正应力
法线方向的位移合力和剪应力合力
≠——子午线切线与轴线夹角圆柱壳觚、、觚一——径向、环向口方向的弯曲应
取≠,圆环壳取≠一。。力合力和扭转应力合力
对应的应力矩阵为: ——弹性矩阵。
一一￡
,山东省莱阳市。
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· · 油气储运年
式中——单元长度。

将式代八式,得阶谐波的应变列阵。
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一‰.
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一如
式中百——阶谐波的几何矩阵。
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式中——弹性模量;
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——泊橙比;
——壳体厚度。吼
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在风载荷作用下,位移可展为傅立叶级数形式。

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日
一日

其中—一
圭圭

一一
,可对不一号一圭
同的谐波分别求解。。一了一萼
若取两结点旋转锥壳单元将结构离散化,并考一￡
虑子午线方向转角卢,
一』
点位移列阵为: 一一一
一一/

萼一
在单元内,假定、线性变化, 为三次函一了岳
数,并考虑克希荷夫直法线假设,有:
一
式中——形函数矩阵。一

. ,
一。一
, ,
一一一

式中一一圭一“一一一兰一
蛐一一一一一圭
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