国家自然科学基金(51178355)
- 作品数：9 被引量：60H指数：6
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- 相关机构：同济大学上海材料研究所四川省建筑科学研究院更多>>
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- 相关领域：建筑科学石油与天然气工程核科学技术更多>>
- 接触爆炸作用下特大型LNG储罐的动力响应分析被引量：8
- 2014年
- 评估特大型(16×104 m3及以上)液化天然气储罐的安全性至关重要,但国内外未见该类储罐抗爆的详细研究,国外现行规范也不能完全满足其安全评估的要求。为此,以某特大型LNG储罐为原型,根据其特有的结构形式,采用流固耦合ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)算法,对900kg等效TNT炸药在储罐最薄弱处(穹顶中心)爆炸时,爆炸冲击波作用下储罐的动力响应进行了数值模拟分析。由此得到了爆炸冲击波的初始峰值和衰减关系,并通过与经验公式的对比验证了荷载的可靠性;进而得出了接触爆炸作用下储罐结构的破坏情况,以及混凝土、钢筋等的应力分布规律和混凝土单元的位移、加速度响应。结果表明:①等效质量900kg TNT炸药在储罐穹顶顶心处接触爆炸后会在穹顶顶心部位形成一个半径为3m的大变形区;②爆炸对爆心附近25m内的结构影响较大;③900kg TNT炸药等效荷载约为该结构极限承载力。分析结果可为特大型LNG储罐的安全防护对策制定和日常的安全运营提供参考。最后还对储罐的抗爆设计提出了相关建议。
- 翁大根葛庆子
- 关键词：大型储罐安全防护对策抗爆设计
- 储液罐非线性简化模型及主共振研究被引量：1
- 2014年
- 目前国内外采用的储液罐简化模型多为基于线性理论的弹簧-质量系模型,该模型在外激励远离对流固有频率时是有效的,但当外激励接近对流固有频率时不适用。该文提出一种适用于圆柱形储液罐简化计算的非线性单摆系模型,该文首先应用拉格朗日法建立了相应的非线性运动方程,然后采用多尺度法对方程的主共振进行了分析,求得其一次近似解和幅频响应方程,并讨论了定常解的稳定性。以某特大型LNG储罐为例运用此方法进行了数值模拟分析。分析结果表明:模型主共振呈软式非线性特性;储液高度的降低会加剧系统的非线性反应,当储液高度为储罐总高度的一半时,主共振会出现峰值现象;与以往试验研究结果对比可以看出该文模型适用于计算储罐系统在外激励频率接近对流频率时的共振响应。
- 葛庆子翁大根张瑞甫
- 关键词：流体力学简化模型多尺度法主共振储罐
- 特大型LNG储罐等壳体结构抗爆研究综述被引量：6
- 2013年
- 针对我国特大型LNG储罐结构设计在爆炸与冲击荷载作用下性能分析资料(主要由国外设计)不完善等问题,回顾常规爆炸冲击荷载研究方法;总结国内外对与特大型LNG储罐类似结构—核反应堆安全壳的抗爆研究成果,以期对该类储罐的抗爆研究提供参考;结合国内外对储罐类结构的抗爆设计及研究现状,提出相关研究存在问题及发展趋势,期望能对我国该类储罐的安全性研究与国产化设计提供参考。
- 葛庆子翁大根张瑞甫
- 关键词：储罐安全壳抗爆冲击荷载
- 复摩擦摆支座应用于楼面隔震研究被引量：7
- 2012年
- 对复摩擦摆支座在楼面隔震中的应用进行了研究。在长期使用过程中,隔震楼板的上部质量可能发生较大变化,考虑到摩擦摆支座自身隔震周期与上部质量无关的特性以及复摩擦摆支座相较于单曲面摩擦摆支座更好的隔震效益,因此推荐复摩擦摆支座用作楼面隔震支座。为控制隔震楼板相对结构楼面的位移,可通过提高复摩擦摆支座的摩擦系数或附加粘滞阻尼器而实现。以一工程实例为背景,对比研究粘滞阻尼器+低摩擦系数复摆支座方案与高摩擦系数复摆支座的隔震效果,发现前一方案可以保证不同加速度水平作用下隔震楼面的隔震效果,是一种较好的隔震配置组合。
- 赵阳翁大根任晓崧张瑞甫
- 关键词：粘滞阻尼器
- 复摩擦摆隔震性能的振动台试验研究被引量：13
- 2014年
- 通过模型振动台试验研究采用复摩擦隔震支座(MFPB)的楼面隔震性能。试验结果表明,隔震层上部荷载变化对MFPB隔震效果没有影响;MFPB与黏滞阻尼器的协同工作能够控制隔震楼面的位移;竖向地震动对MFPB的水平隔震效果无明显影响;用SAP2000中的摩擦连接单元模拟MFPB隔震效果的精度是满足工程需求的。
- 翁大根周源赵阳任晓崧丁孙玮
- 关键词：振动台试验黏滞阻尼器
- 球形储罐基于性能的隔震设计被引量：1
- 2012年
- 以都江堰市的一个钢制球形储罐的抗震设计为背景,讨论了目前国内外球罐提高抗震能力的常用方法。一类是通过调整球罐本身的结构形式和改变支撑体系的尺寸和数量,另一类就是在球罐上增设减(隔)震耗能装置。在对这些方法进行粗略讨论的基础上,采用基础隔震理念,应用于都江堰市一种使用广泛的球罐的减震设计。通过球罐上面一些关键部位动力响应控制指标的选取,考察了隔震前后这些指标的变化,表明通过隔震措施能使球罐结构的抗震性能大大改善。本文的隔震设计分析过程可供类似球罐的隔震设计参考。
- 李霄龙翁大根倪伟波张瑞甫
- 关键词：球形储罐隔震设计隔震支座消能减震
- 软土场地大型LNG储罐考虑桩土相互作用的地震响应分析被引量：14
- 2014年
- 在通用有限元软件ANSYS平台上建立了桩-土-LNG储罐相互作用体系的三维整体有限元模型,分析了在IV类软土场地上考虑桩土相互作用对LNG储罐地震响应的影响。结果表明,LNG储罐的基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和内罐壁等效应力最大值均有不同程度的减小,而最大晃动波高增大。另外还讨论了不同保温层刚度对LNG储罐地震响应的影响,通过对比发现,保温层刚度对储罐的地震响应具有重要的影响,随着保温层刚度在一定范围内的增加,基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和最大晃动波高变化较小,但内罐壁等效应力最大值减小明显。
- 刘帅翁大根张瑞甫
- 关键词：LNG储罐流固耦合桩土相互作用数值模拟
- 圆柱形储罐考虑桩土相互作用地震响应的简化分析被引量：6
- 2013年
- 以Penzien集中质量模型为基础建立了某圆柱形锚固储罐考虑桩-土-罐相互作用及罐壁柔性的简化分析模型,采用有限元软件ABAQUS建立了该桩-土-罐力学模型,分析了其自振特性及在水平基岩波激励下的动力响应。分析结果得知,相比于刚性地基,考虑桩土相互作用的储液罐对流频率几乎不变,第一阶柔性脉动频率略有减小;在动力响应方面,储液罐基底剪力和力矩最大值略有减小,但其对流分量和刚性脉动分量最大值均有增大,所以本文建议在储液罐进行设计时应充分考虑桩土相互作用后储罐动力响应的有利和不利变化,从整体上把握来确保储液罐的抗震安全性。
- 刘帅翁大根张瑞甫
- 关键词：储液罐流固耦合桩土相互作用
- 飞机撞击特大型LNG储罐全过程仿真分析被引量：6
- 2016年
- 采用数值模拟方法对飞机撞击特大型LNG储罐的全过程进行仿真分析。分析中采用LS-DYNA有限元程序,考虑罐体、储液与保温层间的相互问题,建立了F-15战斗机的SPH模型,对飞机材料的选择和参数确定进行了详细分析,并以Riera法为依据,对F-15战斗机SPH模型撞击刚体所产生的荷载进行了对比验证,对比结果证明了SPH模型的可靠性和实用性。分析结果表明:撞击角度越大,外罐所承受的撞击能量越大,相应的内罐破坏越小,因此垂直撞击为最不利撞击角度;撞击高度对整体工况计算结果影响不大,储罐在经受215 m/s撞击速度撞击下均出现了严重破坏;112 m/s撞击速度时内罐尚有安全余量,160 m/s撞击速度时内罐撞击中心区域内材料已达到极限应变,因此可认为目前设计方法设计的储罐所能承受的最大撞击速度为160 m/s。
- 葛庆子翁大根张瑞甫
- 关键词：储罐液化天然气SPH法
