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哈尔滨工业大学学报 2010年第4期42卷 515-520页

作者：戴鸿哲王伟肖志刚哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

为了减轻球形储液罐在地震灾害中的损失,基于ANSYS软件建立了考虑液体晃动的1000m3球形储液罐有限元模型,研究了球形储液罐的地震反应以及液体晃动对地震反应的影响,结果表明支撑体系是球形储液罐的薄弱环节,为此通过引进被动控制技术... 详细信息

为了减轻球形储液罐在地震灾害中的损失,基于ANSYS软件建立了考虑液体晃动的1000m3球形储液罐有限元模型,研究了球形储液罐的地震反应以及液体晃动对地震反应的影响,结果表明支撑体系是球形储液罐的薄弱环节,为此通过引进被动控制技术和改变支撑角度的措施研究球形储液罐的减振方法.数值分析结果表明,被动控制技术对球形储液罐具有较好的减振效果,改变支柱支承角度可以有效提高球罐的抗震性能.

关键词：球形储液罐地震反应被动控制改进支撑

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球形储液罐地震反应分析及减振方法研究

球形储液罐地震反应分析及减振方法研究

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作者：肖志刚哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

地震是世界上最具有突发性和毁灭性的自然灾害,球形储液罐在地震荷载作用下的损坏易造成严重的人员伤亡和财产损失。特别是球形储液罐存储易燃、易爆介质,地震中发生破坏而引起的次生灾害对人类的生存环境将造成更为严重的影响和危害。... 详细信息

地震是世界上最具有突发性和毁灭性的自然灾害,球形储液罐在地震荷载作用下的损坏易造成严重的人员伤亡和财产损失。特别是球形储液罐存储易燃、易爆介质,地震中发生破坏而引起的次生灾害对人类的生存环境将造成更为严重的影响和危害。球形储液罐正向高参数、大型化发展,分析其在地震载荷下的反应以及减小地震作用的破坏,已成为石化设备抗震研究中重要的课题之一。结构振动控制技术是一种新兴的防灾减灾技术,运用控制理论减小球罐的地震反应是石化设备抗震中新的尝试。随着计算结构的大型程序不断出现,ANSYS有限元程序已经得到广泛的认可,利用ANSYS建立有限元模型并进行数值模拟分析是有效而方便的。本课题研究了在内压、自重、储液晃动和地震荷载共同作用下球罐的地震反应。将被动耗能控制理论中的摩擦阻尼器和粘滞阻尼器应用在球罐支撑体系中,对其工作原理、减振效果及可行性进行研究。另外,在原结构基础上,考虑增加拉杆、改变支柱支承角度等方法改进支撑体系,讨论新支撑形式对结构的抗震作用。基于以上,本文作了以下几个方面的研究工作:1、介绍了球形储液罐动力响应基本原理,利用大型程序ANSYS建立球罐有限元模型,并进行模态分析和时程分析。得出了球罐的自振特性和地震反应特点。2、介绍被动耗能控制原理,并在球罐支撑体系中安装摩擦型阻尼器和粘滞型阻尼器,研究两种方法对球罐在地震反应中的控制效果。3、基于球罐的地震反应特点,改进球罐的支撑形式,主要研究包括新增拉杆和改变支柱支撑角度对球罐结构的抗震作用。通过数值计算比较改进支撑体系前后结构的抗震能力,为球罐的抗震方法提出新的思路。最后对全文的工作进行总结,并提出了展望。

关键词：球形储液罐地震反应振动控制改进支撑

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基于有限元的球形储液罐混合试验方法研究与平台开发

基于有限元的球形储液罐混合试验方法研究与平台开发

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作者：王海丽青岛理工大学

学位级别：硕士

结构抗震试验的研究是结构抗震理论中不可或缺的一部分,随着我国的经济发展和建筑行业的结构调整和转型升级,新型结构、大型结构、复杂结构不断涌现,实验室和实验设备的规模对大型结构试验的限制是急需解决的一个问题。混合试验方法是... 详细信息

结构抗震试验的研究是结构抗震理论中不可或缺的一部分,随着我国的经济发展和建筑行业的结构调整和转型升级,新型结构、大型结构、复杂结构不断涌现,实验室和实验设备的规模对大型结构试验的限制是急需解决的一个问题。混合试验方法是解决上述问题的有力手段:该试验方法可充分发挥数值分析分析计算功能,并且结合了真实试验结果可靠的特点,能够真实反应大型结构在地震作用下的响应、降低试验成本。储液罐的抗震试验研究相对较少,因为储液罐进行大比例尺甚至足尺模型的试验研究是比较困难的,混合试验方法的发展为储液罐等大型结构进行抗震试验研究提供了有力的保障。本文以钢制球形储液罐为研究对象,通过搭建基于Open Sees、ANSYS的混合试验系统来完成球罐混合试验方法研究,主要内容如下:对常用的抗震试验方法进行了总结与分析,介绍了各类混合试验方法的原理与发展、基于有限元的混合试验平台的国内外研究成果及应用。总结了储液罐的抗震研究方法,并对有限元和试验研究的成果进行了分析。采用有限元软件ANSYS建立球形储液罐的精细化模型,完成球罐的自振周期及时程分析计算,通过时程分析结果判断球罐在地震作用下的危险位置,并根据混合试验子结构划分的原则完成试验子结构与计算子结构的划分。在实验室软、硬件设备的基础上,利用Open Fresco混合试验平台,搭建Open SeesOpen Fresco-MTS混合试验系统,并利用该系统进行球罐的虚拟混合试验、慢速混合试验研究。搭建Open Sees-x PC-MTS实时混合试验系统,对作动器的时滞进行补偿,并利用该平台进行球罐实时混合试验研究。通过全结构有限元仿真结果与混合试验结果对比,验证基于Open Sees的混合试验系统的可行性及可靠性。对ANSYS进行二次开发完成用户单元的编译,搭建ANSYS-Open Fresco-MTS虚拟混合试验系统、慢速混合试验系统,利用混合试验系统完成球罐的虚拟混合试验、慢速混合试验研究。搭建MATLAB-x PC-MTS实时混合试验系统,对作动器的时滞进行补偿,并进行实时混合试验研究。通过全结构有限元仿真结果与混合试验结果对比,验证基于ANSYS的混合试验系统的可行性及有效性。基于两种有限元软件完成的慢速混合试验、实时混合试验结果对比可见混合试验都达到了很好的精度。进一步验证了混合试验系统的有效性与稳定性。混合试验方法应用到球罐类结构的抗震试验研究中,也进一步证明了该方法对研究大型复杂结构抗震研究的适用性。

关键词：球形储液罐混合试验子结构有限元 OpenFresco

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球形储液罐地震反应分析

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低温建筑技术 2008年第6期30卷 88-90页

作者：范德宝肖志刚澳门灿文建筑设计有限公司广东珠海519000 中国建筑技术集团有限公司北京100000

球形储液罐在地震荷载作用下的损坏易造成严重的人员伤亡和财产损失。特别是球罐多存储易燃、易爆介质,地震中发生破坏而引起的次生灾害对人类的生存环境将造成更为严重的影响和危害。本文运用大型有限元程序ANSYS建立了考虑液体晃动的1... 详细信息

球形储液罐在地震荷载作用下的损坏易造成严重的人员伤亡和财产损失。特别是球罐多存储易燃、易爆介质,地震中发生破坏而引起的次生灾害对人类的生存环境将造成更为严重的影响和危害。本文运用大型有限元程序ANSYS建立了考虑液体晃动的1000m3球罐有限元模型,并对其进行模态分析和地震反应分析,此外还研究液体晃动对球罐地震反应的影响。分析结果表明:球罐内液体的晃动能够吸收地震能量,是有利结构体系抗震的。

关键词：球形储液罐模态分析地震反应

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附加粘滞阻尼器的球形储罐减震性能研究

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世界地震工程 2019年第2期35卷 57-67页

作者：周利剑卢召红郭俊男张宇东北石油大学黑龙江大庆163318 黑龙江省防灾减灾工程与防护工程重点实验室黑龙江大庆163318

球罐作为石油化工行业的重要存储容器,一旦在服役期间发生破坏,不仅将造成重大经济损失,而且易发生重大人员伤亡事故。用ADINA分析软件建立了球罐的设计模型及简化理论模型,并研究了附加粘滞阻尼器的速度指数与配置方案对球形储液罐减... 详细信息

球罐作为石油化工行业的重要存储容器,一旦在服役期间发生破坏,不仅将造成重大经济损失,而且易发生重大人员伤亡事故。用ADINA分析软件建立了球罐的设计模型及简化理论模型,并研究了附加粘滞阻尼器的速度指数与配置方案对球形储液罐减震的影响。利用达朗贝尔原理建立动力方程,采用非线性动力方程计算其基底剪力值,与有限元法计算结果对比分析。研究结果表明:当速度指数为0.3的时候,在地震动作用下其结构柱顶的加速度变大;当速度指数大于等于0.7时,滞回曲线明显变扁,耗能减震的效率降低到15%以下。相对于全布置方案,按方案7在布置粘滞性阻尼器,球罐基底剪力、柱顶速度、柱顶位移、拉杆应力及拉杆拉力的控制上,效果能达到全布置方案的60%以上,在波高的控制上能达到70%以上。有限元验算与计算结果较为吻合,可为后续的研究应用提供参考依据。粘滞阻尼器有助于球罐结构减震,但粘滞阻尼器的参数和配置方案应综合考虑工程的实际情况而定。

关键词：球形储液罐减震粘滞阻尼器抗震性能

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附加阻尼器的球形储罐减震性能研究

附加阻尼器的球形储罐减震性能研究

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作者：郭俊男东北石油大学

学位级别：硕士

球罐作为石油化工行业的重要设备,在其服役期间,一旦出现问题,后果将是灾难性的,这些事故不仅会引起重大的经济损失,还有可能造成重大的人员伤亡。为了减轻地震对球形储液罐的破坏,本文在国内外学者研究的基础上,根据球罐的本身结构特点... 详细信息

球罐作为石油化工行业的重要设备,在其服役期间,一旦出现问题,后果将是灾难性的,这些事故不仅会引起重大的经济损失,还有可能造成重大的人员伤亡。为了减轻地震对球形储液罐的破坏,本文在国内外学者研究的基础上,根据球罐的本身结构特点,研究对球罐结构附加粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器的两种减震方法,从有限元数值仿真分析和理论分析两个方面进行了地震动响应对比分析,研究内容如下:1.建立了附加粘滞阻尼器的减震模型,对比分析了不同速度指数下的阻尼系数、不同速度指数、不同配置方案、不同地震动输入时的地震动响应,结果表明:粘滞阻尼器在不同的地震动输入下均有较好的控制效果;通过在球罐支撑结构上附加粘滞阻尼器,能够在一定程度上降低球罐结构的地震动响应;粘滞阻尼器的参数、配置方案等需要综合考虑工程的实际情况而定。2.建立了附加粘弹性阻尼器的减震模型,进行了粘弹性阻尼器的参数设计,并对粘弹性阻尼器附加在球罐结构上的不同配置方案、不同阻尼比、不同地震动输入以及不同地震动强度输入时的地震动响应进行研究,结果表明:粘弹性阻尼器在很小的地震动作用下就会耗能;通过在球罐支撑结构上附加粘弹性阻尼器,能够在一定程度上降低球罐结构的地震动响应;粘弹性阻尼器的参数、配置方案等也需要综合考虑实际的工程情况而定。3.在现有理论的基础上,建立无控球罐结构以及有控球罐结构简化分析力学模型,给出运动控制方程,针对不同的地震动输入计算求得的结果与有限元数值仿真的结果进行对比分析,结果表明:理论分析计算结果与有限元计算的结果差异率在很小的范围内,两者相互验证计算结果的准确性。

关键词：球形储液罐减震粘滞阻尼器粘弹性阻尼器地震响应

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