船用LNG儲罐在晃蕩載荷作用下的動力響應分析.pdf

1、隨著經濟全球化和石油化工業(yè)的迅猛發(fā)展，世界各國對于液化石油氣的需求越來越大。液化天然氣（LNG）作為一種清潔高效的能源，不但價格相對低廉，而且全球存儲、待開采量大，是低碳經濟的重要支柱，成為全球增長最迅猛的能源之一，但是由此引發(fā)的LNG壓力容器的安全性也越來越受到更多國家的重視。
　　LNG船在運行時LNG儲罐不僅要承受內壓或外壓，一些突發(fā)工況下還會受到慣性荷載及其介質晃動引起的沖擊荷載，且屬于第三類壓力容器（危險等級高）。根據技

2、術要求，應該考慮一些極限工況下的影響，分析其位移、應力、加速度等指標隨時間變化的規(guī)律，對LNG船的行駛穩(wěn)定、安全性、設計及優(yōu)化有著極為重要的影響。
　　本文根據一具體項目通過ANSYS有限元軟件建立了LNG儲罐的三維有限元模型，根據現(xiàn)有動力學、沖擊、晃動及動力響應等理論，討論并確定了LNG儲罐的動力響應分析法；根據中國船級社的規(guī)范及技術要求，確定了LNG儲罐的四種極限工況（即最大慣性力與額定質量的規(guī)定）。本文首先進行了空罐和滿罐狀

3、態(tài)下的模態(tài)分析，而后根據船級社及壓力容器的規(guī)范要求，計算了四種極限工況的最大慣性力（作為沖擊力的峰值），采用隨時間減小的三角形脈沖載荷，在此基礎上對其進行瞬態(tài)動力學分析。結果表明：
　　LNG儲罐在空罐和滿罐兩種狀態(tài)下固有頻率都隨著階數的增長逐漸上升，但上升的趨勢逐步變慢；滿罐狀態(tài)下所對應階數的固有頻率大于空罐狀態(tài)下對應階數的固有頻率，即液體的存在使得儲罐的固有頻率提高了；
　　位移變形最大值的響應位置并沒有與力的加載區(qū)域相

4、對應，響應最大值保持在沖擊力最大值的時刻；在沖擊力逐漸減小到零的過程中，位移響應值并沒有隨著力的減小而降為零，而是最終在某個時刻保持在了一個穩(wěn)定值；在加載區(qū)域一定時，位移響應隨著時間的變化并沒有表現(xiàn)在一個固定區(qū)域上，而是隨時間的變化而變化；
　　應力最大值響應位置并沒有和位移最大響應位置保持同步，基本分布在玻璃鋼支撐點位置周邊，這與支撐約束有關；當沖擊力從最大值減小到零的過程中，應力值并未因此減小到零，而是保持在了一個穩(wěn)定值；整個