焊縫對大型油罐“象足”屈曲行為的影響.pdf

1、“象足”屈曲是石油儲罐在地震作用下的一種典型破壞方式，本質(zhì)上它是軸壓屈曲失穩(wěn)。軸壓屈曲問題對結(jié)構(gòu)的初始幾何缺陷非常敏感。遵循等強(qiáng)度設(shè)計(jì)理念，大型油罐一般由多層不等厚的圓柱形筒節(jié)焊接而成，其制作時(shí)會因焊接而不可避免地產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力及殘余變形。焊接殘余變形可看作圓柱殼上存在的初始幾何缺陷，將在一定程度上減弱經(jīng)典圓柱殼的屈曲臨界載荷。因此，本文系統(tǒng)研究了焊縫對大型油罐屈曲行為的影響，主要工作為：
　　 (1)對無焊縫的20萬方大型石

2、油儲罐幾何理想結(jié)構(gòu)在100％充水狀態(tài)下的屈曲安全性進(jìn)行了理論計(jì)算，結(jié)果表明該罐在6～9級地震設(shè)防烈度下不會發(fā)生“象足”屈曲失穩(wěn)。同時(shí)采用準(zhǔn)靜態(tài)數(shù)值模擬方法，結(jié)合弧長法，計(jì)算得到了不同地震設(shè)防烈度下的“象足”屈曲臨界載荷。
　　 (2)采用固有應(yīng)變法預(yù)測圓筒的焊接殘余應(yīng)力及變形，模擬得到的殘余應(yīng)力分布特點(diǎn)與實(shí)測結(jié)果一致，驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性與可行性。比較了均勻分布和梯形分布這兩種不同的固有應(yīng)變分布形式對軸壓屈曲臨界載荷的影響，結(jié)果

3、表明采用均勻分布的固有應(yīng)變模擬焊接對結(jié)構(gòu)偏安全。
　　 (3)模擬了帶縱焊縫、帶環(huán)焊縫和帶縱環(huán)組合焊縫的一系列小型薄壁圓柱殼在軸壓作用下的屈曲行為，揭示了焊縫類型、焊接殘余應(yīng)力與變形、焊縫余高、焊縫數(shù)量及焊縫設(shè)置位置等因素對軸壓屈曲臨界載荷的影響規(guī)律。
　　 (4)建立了考慮焊接殘余應(yīng)力及變形的大型油罐“象足”屈曲準(zhǔn)靜態(tài)計(jì)算模型，初步分析了焊縫有無、焊縫類型、焊接殘余應(yīng)力和變形的大小、焊接次序?qū)Υ笮陀凸蕖跋笞恪鼻挠绊?/p>