LNG罐式集装箱框架结构的强度分析

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1、包装与食品机械2013年第31卷第6期LNG罐式集装箱框架结构的强度分析12郑艳平，朱厚军(1上海海洋大学，上海200093;2上海船舶设备研究所，上海200031)摘要:通过有限元法计算分析LNG罐式集装箱在常温环境下，考虑动态惯性力影响后结构的应力水平，直观地分析出其框架在受载情况下的应力情况;对框架的结构设计提出了改进意见，使框架结构设计更加合理，以提高罐式集装箱的安全可靠性。关键词:罐式集装箱;有限元法;框架;应力分析中图分类号:TB485．3文献标识码:A文章编号:1005－1295(2013)06－0042－03doi:10．39

2、69/j．issn．1005－1295．2013．06．011StrengthAnalysisontheFrameStructureofTankContainer12ZHENGYan-ping，ZHUHou-jun(1．ShanghaiOceanUniversity，Shanghai200093，China;2．ShanghaiMarineEquipmentＲesearchInstitute，Shanghai200031，China)Abstract:Strengthanalysisontheframestructureofatankcont

3、ainerundernormaltemperatureandiner-tialloadareimplementedbyfiniteelementmethod(FEM)inthisarticle．Thecalculationresultsvisuallyshowthestressdistributionoftheframestructureundertheworstworkingcondition．Suggestiononstructuredesignoftheframestructureisputforward，inordertomaketh

4、estructurebemorereasonableandimprovetherelia-bilityoftankcontainer．Keywords:tankcontainer;finiteelementmethod;frame;strengthanalysis［1～4］框架结构的设计改进建议。0引言1有限元模型的建立LNG罐式集装箱是顺应国家环境保护政策使用洁净能源而研发的高新科技项目，是国家西LNG罐式集装箱由框架、罐体(包括装卸系气东输项目，系管道输送天然气以外的陆路运输统)和铭牌等组成，其主要技术参数如表1。的重要方式。LNG罐式集

5、装箱为陆路运输天然框架与罐体组合体是永久组合整体，考虑的气的关键设备，在惯性载荷作用下的结构响应符运输惯性载荷如下:(1)在运动方向(纵向)，额定合《国际海运危险货物规则》(IMDGCODE)的有质量的2倍重力加速度2g;(2)在与运动方向成关要求。直角的水平方向，额定质量的1倍重力加速度通过有限元法计算分析LNG罐式集装箱在1g;(3)垂直向上，额定质量的1倍重力加速度常温环境下，考虑动态惯性力影响后结构的应力1g;(4)垂直向下，额定质量的2倍重力加速度水平，以确认其框架结构设计是否合理，并提出了2g。收稿日期:2013－05－17;修稿

6、日期:2013－06－25作者简介:郑艳平(1972－)，女，硕士，副教授，主要从事机械设计与理论方面的教学科研工作，通信地址:200093上海市源泉路118弄2号502室，E-mail:ypzheng@shou．edu．cn。42LNG罐式集装箱框架结构的强度分析———郑艳平，朱厚军表1LNG罐式集装箱技术参数参数外部尺寸(L×W×H)/mm12192×2438×2438筒体壁厚/mm内筒8，外壳6罐体材料内筒0Cr18Ni9，外壳Q345Ｒ最大装载质量/kg14610工作温度/℃－162～+50图3LNG罐式集装箱框架有限元模型腐蚀余量/

7、mm内筒0，外壳1箱体质量/kg14900封头壁厚/mm内筒10，外壳10设计压力/MPa0．83最大总质量/kg25910充装介质LNG框架材料Q345E图4LNG罐式集装箱罐体有限元模型根据LNG罐式集装箱的图纸资料，建立了结构的几何模型，如图1所示。模型中省略了对结2框架材料属性构的强度和响应影响很小的附属结构，如装卸系统、箱体、铭牌固定架等。3框架材料Q345E的密度为7850kg/m。壁因需要计算框架结构中各梁柱板结合处的局厚不大于16mm时的机械性能:屈服强度部应力状态，考虑到该模型中梁、柱和板等均具有345MPa，抗拉强度下限4

8、70MPa，弹性模量薄壳几何特征，故整个模型采用单元类型shell63206GPa，泊松比0．3。来进行网格划分。本文重点在于计算框架结构的应力状态，故框架的网格密