基于ANSYS WORKBENCH的大型油罐吊裝框架應(yīng)力分析

李石峰，張 棟

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

基于ANSYS WORKBENCH的大型油罐吊裝框架應(yīng)力分析

李石峰，張 棟

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

使用Ansys/workbench有限元分析軟件對大型油罐吊裝框架進(jìn)行分析計算，得出吊裝框架應(yīng)力、應(yīng)變，對吊裝框架進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。

Ansys/workbench；大型油罐；吊裝框架；應(yīng)力分析

吊裝框架適用于只能承受豎直載荷的設(shè)備的吊裝，本文中框架為矩形框架，4角設(shè)置4個吊耳與油罐吊耳豎直對正，框架設(shè)計吊重120t。

1 吊裝框架應(yīng)力分析

1.1 設(shè)計參數(shù)

吊裝框架主管外徑d=273mm，厚度t=12mm；材質(zhì)：Q345D，許用應(yīng)力[σ]：207MPa，（取0.6σ）；考慮綜合影響系數(shù)：K= 2.0，框架豎向載荷：Fv=683.66kN。

1.2 結(jié)構(gòu)模型

吊裝框架按平面剛架模擬，上方4根長索具匯交于罐體重心上方即吊車吊鉤位置（節(jié)點0005），鎖具與框架平面角度為60°，吊裝框架四角位置（節(jié)點0000，0001，0002，0003）吊索豎直向下連接油罐吊耳；

1.3 建立有限元模型

在workbench DM模塊建立幾何模型，框架對角線長L=167 000mm，主管外徑d1=273mm，厚度t1=12mm；加強(qiáng)管外徑d2=168mm，厚度t2=10mm，四角吊耳連接處管材d3=508mm，厚度t3=20mm；吊耳主板t4=32mm，導(dǎo)入engineer data材料參數(shù)為Q345D；進(jìn)入Static Structural后處理模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分，軟件自動優(yōu)化采用10節(jié)點四面體單元劃分網(wǎng)格劃分，劃分結(jié)果為58 389單元，114013節(jié)點；如圖1所示。

圖1 網(wǎng)格劃分

1.4 邊界條件

在吊裝過程中，吊裝框架上吊耳承受斜向上60°方向拉力載荷，下吊耳承受豎直向下拉力載荷，載荷承受面為吊耳耳板孔。分析過程對框架下吊耳孔底面施加豎直位移為0約束，吊耳下吊耳孔施加豎直向下力683.66kN，吊耳上吊耳孔斜向上60°方向拉力分解后得出施加豎直向上力683.66kN，水平指向框架中心方向的力394.7kN；……