埋地储罐结构设计与ANSYS数值模拟.pdf

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1、石油工程建设研究探讨一埋地储罐结构设计与ANSYS数值模拟俞然刚，刘浩，宋龙杰，祝晓晓，农漪，朱海中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院，山东青岛266580doi：10．3969／j．issn．1001—2206．2014．06．001摘要文章总结了埋地储罐结构设计方法，分析了其受力特点，针对储罐的特殊工况提出了采用ANSYS软件进行数值模拟的方法。结合具体设计实例，介绍了在结构设计之后，利用ANSYS软件进行建模加载计算得出储罐在覆土外压作用下的变形及应力分布规律的方法。对比分析理论计算与数值模拟

2、结果，验证了数值模拟结果的正确性，指出常规稳定性设计的不合理之处，说明了数值模拟作为储罐结构设计的参考和补充的必要性。关键词YuRangang，LiuHao，SongLongjie，ZhuXiaoxiao，NongYi，ZhuHalCollegeofPipelineandCivilEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，ChinaAbstractInthispaper，thestructuraldesignmethodsforburie

3、dtankaresummarized，thestresscharacteristicsareanalyzed，andthenumericalsimulationmethodbyANSYSsoftwareiSproposedaccordingtospecia1workingconditionsofthetank．1nviewofaspecifictankdesigninstance，thenumericalmodelisestablishedandthedeformationandstressofthe

4、tankarecalculatedbyANSYSsoftwareafterthestructuraldesigndone．ComparativeanalysesonthetheoreticalcalculationresultsandthenumericalsimulationresultsareconductedtoverifythecorrectnessofthenumericaIsimulationresults，andtheunreasonablepointsintraditionaIstab

5、ilitydesignarepointedout．whichprovetheimportanceofthenumericalsimulationasreferenceandsupplementforstructuraIdesignofburiedtank．Keywordsburiedtank；structuraldesign；ANSYS；numericalsimulation；deformation；stress虽然具有广泛的参考性，但缺乏针对性，设计工程师很难把握其可靠性。基于此，本文总结了埋地储罐

6、的结构卧式埋地储罐常用于储存汽油、柴油、液化石油气设计方法，提出了数值模拟的方法，并结合具体实例，等燃料，广泛应用于油库、加油加气站等场所。其优点进行结构设计计算和ANSYS的数值模拟，对比分析这在于能够承受较高的正压和负压，可在工厂预制后运往两种计算结果，探讨了埋地储罐结构设计的可靠性，以现场安装，有利于减少油品的蒸发损耗，消防要求低，期为工程设计提供参考。隐蔽且节约占地。我国经济发展迅速，能源需求不断加大，作为常用储油容器的埋地储罐数量日趋增加，这无疑会构成重大危险源和水质、土壤污染源”。对于卧式

7、埋埋地储罐置于地下，受到内压、覆土外压及本身地储罐结构设计，目前尚无专业设计标准和规范。在国自重等外力作用。此外，还可能受到地下水浮力和内，其结构主要依据GB150—2011《压力容器》[21进行地面载荷(包括动载荷、静载荷)的作用。若有地设计，国外也都依据本国的压力容器规范进行设计。然下水浮力，则需要在储罐结构设计完成后进行抗浮而，这些标准规范都是针对一般的压力容器建立起来的，验算；若存在地面载荷，可将其等效成均布载荷，第4O卷第6期011_研究探讨石油工程建设并转化为土层厚度(当量土层厚度)来计算

8、；设计计算时，储罐的埋深应为实际埋深与当量土层厚度之和。对于结构的数值模拟，目前常用的软件是ANSYS1．1强度设计有限元软件，其建模方便，计算精度高。土体为弹塑性材料，力学性质及本构模型复杂，ANSYS中能用于岩土埋地储罐强度设计(2,54I主要用于确定储罐壁厚。由材料的模型只有DP模型，对土体的计算结果不理想甚于作用在罐上的土压力抵消了部分应力，覆土外压对储至不收敛。因此，本文考虑将储罐上部覆土转换为荷载，罐受力有利，因此可不考虑外压，按照GB150