液化石油氣儲(chǔ)罐的極限載荷分析

趙新強(qiáng) 劉 斌

（江西省鍋爐壓力容器檢驗(yàn)檢測(cè)研究院新余分院）（武漢理工大學(xué)交通學(xué)院）

0 引言

現(xiàn)今壓力容器的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)方法主要包括彈性應(yīng)力分析、極限載荷分析和彈塑性應(yīng)力分析。傳統(tǒng)的壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是以基于經(jīng)典線彈性理論的徑向和縱向強(qiáng)度為主要依據(jù)的，并未評(píng)估結(jié)構(gòu)的極限承載能力，無法確定結(jié)構(gòu)真實(shí)的安全余量。

隨著工程實(shí)踐和理論分析的進(jìn)步，壓力容器設(shè)計(jì)的極限載荷分析法也已得到應(yīng)用。由于計(jì)算涉及材料和幾何的非線性因素，結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的計(jì)算非常復(fù)雜，近期已有學(xué)者開始探討極限載荷分析中的難點(diǎn)和注意事項(xiàng)[1-4]。壓力容器極限承載能力作為反映結(jié)構(gòu)安全可靠性的重要指標(biāo)，已經(jīng)成為壓力容器設(shè)計(jì)中被關(guān)注和研究的熱點(diǎn)問題。這對(duì)評(píng)估壓力容器結(jié)構(gòu)的安全余量，對(duì)充分合理利用材料和提高結(jié)構(gòu)的安全性，都具有重要的實(shí)際意義。

本文對(duì)某液化石油氣儲(chǔ)罐運(yùn)用極限載荷分析法進(jìn)行了分析，并就分析過程中需注意的細(xì)節(jié)進(jìn)行了探討。

1 極限載荷分析法

《ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范》第Ⅷ卷 《壓力容器建造規(guī)則》第2冊(cè) （2013版）中給出了運(yùn)用非線性有限元方法評(píng)定壓力容器極限載荷合格性的分析方法： （1）建立有限元模型； （2）確定所有相關(guān)的載荷； （3）采用建立在小位移理論上的理想彈塑性材料模型，并應(yīng)用von-Mises屈服準(zhǔn)則和與之相關(guān)的流動(dòng)準(zhǔn)則； （4）確定分析中應(yīng)用的載荷情況組合； （5）對(duì)所規(guī)定的每種載荷情況進(jìn)行極限載荷分析。……