PDF《第##卷第#期应》

一、 二层壁板间;

n=6 时, 情况与之相反. 由于罐壁顶部与罐顶相连接,罐顶对罐壁有约束作 用,同时罐壁承受罐顶重量,从而引起罐壁环向应 力的增大,壁板环向弯曲引起的环向应力均为正, 而此处由泊松比引起的环向应力在内、外壁上大小 相等,方向相反,内壁为负,外壁为正,因此外壁 环向应力大于内壁. 罐壁等效应力见图 6. a)2 次、6 次谐波沉降波峰处等效应力 a) settlement crest second and sixth harmonic equivalent stress 第#期 杜坚,等:一种谐波沉降下储罐应力分析方法 # b)2 次、6 次谐波沉降波谷处等效应力 b) settlement trough second and sixth harmonic equivalent stress 图6罐壁等效应力分布 Fig.6 equivalent stress distribution of tank wall 图6(a)可知,谐波沉降波峰处罐壁等效应力 最大值出现在罐壁下部大角焊缝处;

图6(b) 可知, 谐波沉降波谷处,当谐波次数 n=2 时,等效应力最 大值出现在罐壁顶端与罐顶连接处,当n=6 时,仍 处于储罐罐壁下部.谐波次数的变化对罐壁其余部 分在波峰、波谷处罐壁等效应力分布影响不大,且内、外壁等效应力变化趋势相同. 从图

5、图6中可以看出,波峰、波谷处罐壁等 效应力的最大值均出现在罐壁内壁,

2 次谐波波峰处 等效应力最大值位于罐壁上部;

2 次谐波波谷处以及

6 次谐波下的等效应力最大值均位于储罐下部. 因此, 将着重分析各谐波沉降次数下储罐内壁的应力值. (2)单次谐波沉降下储罐内壁应力分析 图7为2次谐波沉降下储罐罐壁位移云图.位 移最大、最小值处所对应的为沉降波谷处,其中形 变最严重的区域位于罐壁下部,形变由上到下呈增 大趋势. 图72次谐波沉降下罐壁 Magnitude 位移云图 Fig.7 magnitude displacement clouds of lower wall under second harmonic deposition 图8~图9分别分析了不同谐波次数沉降下,储 罐内壁环向和等效应力较沉降前的变化量,即沉降 后应力值-沉降前应力值. a)波峰处 a) at the crest b)波谷处 b) at the trough 图8谐波沉降前后环向应力变化量 Fig.8 variation of circumferential stress before and after harmonic 由图

8 可知,发生沉降后,环向应力主要在罐 壁下部和上部发生变化,对储罐罐壁中部的影响不 大. a)波峰处 a) at the crest b)波谷处 b) at the trough 第#期 杜坚,等:一种谐波沉降下储罐应力分析方法 # 图9谐波沉降前后等效应力变化量 Fig.9 variation of equivalent stress before and after harmonic 由图

9 可以看出,波峰处罐壁大角焊缝处等效 应力变化显著,而在波谷处,罐壁顶部应力的变化 随谐波次数的增加趋于平缓,2 次谐波沉降时,罐壁 顶部等效应力变化量最大. 谐波沉降对罐壁环向应力的影响主要集中在罐 壁下部以及罐壁顶部,且在波峰处产生的影响小于 波谷处,储罐罐底应力最大值位于罐底板大角焊缝 内侧. (3)单次谐波沉降下储罐底板应力分析 由上可知,大型储罐底板应力主要集中在大角 焊缝处.不均匀沉降前,根据模拟结果可知,储罐 底板大角焊缝内侧径向应力为 180.089 MPa,环向应 力58.124 MPa,等效应力 257.148 MPa.本节以沉降 幅值为

40 mm 为例,当底板发生沉降后,大角焊缝 内侧的应力分布变化见图 10,11,12. 图10 大角焊缝内侧径向应力分布 Fig.10 radial stress distribution of angle welds inside radial 图11 大角焊缝内侧环向应力分布 Fig.11 circumferential stress distribution of anglewelds inside radial 图12 大角焊缝内侧等效应力分布 Fig.12 equivalent stress distribution of angle welds inside radial 发生谐波沉降时,储罐底板大角焊缝内侧的应 力呈周期性变化,且变化周期与谐波次数相同.5~6 次谐波沉降下的径向应力、环向应力、等效应力均 明显大于 2~4 次谐波沉降下的应力值,表明谐波次 数越高,其沉降量对........