子模型法在球罐应力分析中应用.pdfVIP

子模型法在球罐应力分析中的应用 高炳军，高艳红，李金红 (河北工业大学 化工学院，天津 300130) 摘 要：工程设计中常需要对大型球罐的支柱连接区进行详细的应力分析。由于球罐设计需考虑风 载荷及地震载荷，有限元分析时需对整体的1／2建模，计算规模大，在一定计算机容量下，网格密度 受限，使得支柱连接区很难得到较高计算精度的解。子模型技术是解决此类问题最为有效的手段。 对一大型球罐采用壳单元对主体结构进行 1／2建模，并应用壳到体的子模型技术对支柱连接区进 行应力分析，探讨该技术在大型球罐应力分析中的适用性。分析表明，在有限的计算机资源下采用 壳到体的子模型技术可得到精度较高的计算结果。 关键词：子模型技术；球罐；应力分析；有限元分析；ANSYS 中图分类号：0242．21；TQo53．2 文献标识码：A 文章编号：1001—4837(2009)05—0027—05 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2009．05．005 Application ofSub——M odelTechniqueinStress AnalysisofSphericalTank GAOBing—jun，GAoYan—hong，LIJin—hong (SchoolofChemicalEngineeringandTechnolgy，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，Chi— na) Abstract：Thedetailstressanalysisofthesphericaltankconnectionzoneisusuallynecessaryinen~neer— ingdesign．Withconsiderationofwindandseismicload．thefiniteelementmodelshouldcoverhalfofthe tank，whichleadstolargeamountofcalculation．However，itisdifferenttoobtainthehigherprecision solutionatthesupportzoneforthelimitedmeshingdensitywith normalcomputercapacity．Thesub— modeltechnologyisaneffectivealternativetosolvesuchkindofproblem．Inthispaper，halfofalarge sphericaltankwasinitiallyanalyzedbyshellelementforitsmainbody，andshell—to—solidsub—rood— elingtechnologywasusedofrsecondanalysisofthetanksupport connectionzone．Itisshownthatresuhs withsatisfactory precisionmaybeobtainedbythismethodunderlimitedcomputercapacity． Keywords：sub—model；sphericaltank；stressanalysis；finiteelementanalysis；ANSYS 球罐与同容量的其他储存容器相比，具有表面 (LNG)、液化石油气 (LPG)、液氨、液氧、液氮和液氢 积小、重量轻、制造周期短和 占地面积少等优点，已 等易燃、易爆物料。 被广泛应用于石油、化工、城建、冶金、船舶、航空航 由于球罐结构的承载特性，强度分析时，不仅要 天和核工业等各个工业领域，主要用于储存液态丙 考虑内压等面力的作用，而且应考虑重力等体力的 烷、丁烷、丙烯、丁烯及其混合物、液化天然气 影响。完整的球罐应力分析应考虑以下载荷…： CPVT 子模