БУДУВАННЯ СКІНЧЕНО-ЕЛЕМЕНТНОЇ МОДЕЛІ СТАЛЕВОГО РЕЗЕРВУАРА В ПРОГРАМНОМУ КОМПЛЕКСІ ЛІРА
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2015/66711Ключові слова:
стальний резервуар, скінчено-елементна модель, уторний вузол, напружено-деформований станАнотація
Мета. У даній статті розглядається застосування чисельного методу розв’язання задачі вісесиметричного навантаження ідеальної циліндричної оболонки гідростатичним тиском з одностороннім зв’язком днища з основою без урахування фізично нелінійної роботи матеріалу конструкції, з метою верифікації запропонованої автором чисельної моделі. Методика. Розглядався резервуар об’ємом 100 тис. м3. Геометрична модель резервуару будувалася згідно з типовими значеннями габаритів конструкції. Циліндрична стінка моделювалась у вигляді гладкої оболонки з рівномірним розбиттям сітки скінченних елементів. Використовувалася модель основи Вінклера з одним коефіцієнтом постелі ( кН/см3) з одностороннім зв’язком днища з основою. Дискретизація розраховуваного об’єкта виконувалася таким чином, щоб задовольняти двом умовам: точності розрахунку, яка вимагає великої кількості розрахункових вузлів (тобто великої густоти розрахункової сітки), і практичному розв’язанню задачі, яке накладає обмеження на кількість розрахункових вузлів. Результати. Проведено порівняння основних компонентів напружено-деформованого стану уторного вузла резервуара, отриманих в результаті розрахунку чисельним методом із застосуванням ПК Ліра та аналітично із застосуванням відомих залежностей теорії оболонок. Виявлено, що характер розподілення згинаючих моментів та переміщень в циліндричній стінці та плоскому днищі резервуара, отримані чисельно та аналітично, якісно схожі. Також виявлено виникнення прихованого відриву днища від онови. Наукова новизна. В моделі резервуара усунуті припущення, які були прийняті в інженерних розрахунках: уявлення днища напів скінченною балкою; двосторонній зв’язок днища з основою. Практична значимість. Запропонована чисельна модель резервуара, яка дозволяє виконувати розрахунки напружено-деформованого стану утірного вузла у нелінійній постановці.Посилання
REFERENCES
Galeev V. B., Korotkova L. V. Raschet nizhnego uzla sopryazheniya korpusa i dnishcha rezervuarov [Calculation of the lower node interface shell and tank bottoms]. Transport i khranenie nefti i nefteproduktov – Transportation and storage of oil and petroleum products, 1978, no. 6, pp. 38-39.
Yegorov Ye. A., N. I. Bratus Raschet vertikalnykh tsilindricheskikh rezervuarov na zhestkikh fundamentakh [Calculation of vertical cylindrical tanks on rigid foundations]. Transport i khranenie nefti i nefteproduktov – Transportation and storage of oil and petroleum products, 1983, no. 5, pp. 17-18.
Yegorov Ye. A., Sokolova A. S. Issledovanie kraevogo effekta v utornom uzle stalnykh vertikalnykh tsilindricheskikh rezervuarov pri odnostoronney svyazi dnishcha s osnovaniem [A study of the regional effects of steel vertical cylindrical tanks in TESDA node at the bottom of the one-way communication with the base]. Sbornik nauchnykh trudov Pridneprovskoy gosudarstvennoy akademii stroitelstva i arkhitektury “Stroitelstvo, materialovedenie, mashinostroenie” [Proc. of Prydniprovs'ka State Academy of Civil Engineering and Architecture “Construction, materials science, mechanical engineering”], 2013, issue 69, pp. 187-191.
Yegorov Ye. A., Sokolova A. S. Issledovanie kraevykh effektov v uzle stalnykh vertikalnykh tsilindricheskikh rezervuarov [Investigation of plate-sell junction edge effect of vertical cylindrical tanks]. Visnyk Pridneprovskoy gosudarstvennoy akademii stroitelstva i arkhitektury [Bulletin of Prydniprovs'ka State Academy of Civil Engineering and Architecture], 2012, no. 11, pp. 16-21.
Ishtiryakov M. S., Galeev V. B. Napryazhenno-deformirovannoe sostoyanie dnishcha vertikalnogo tsilindricheskogo rezervuara [Stress-strain state of the bottom of the vertical cylindrical tank]. Transport i khranenie nefti i nefteproduktov – Transportation and storage of oil and petroleum products, 1977, no. 2, pp. 28-29.
Ishtiryakov M. S., Galeev V. B. Raschet dnishcha i stenki vertikalnykh tsilindricheskikh rezervuarov bolshoy vmestimosti [The calculation of the bottom and walls of vertical cylindrical tanks of large capacity]. Transport i khranenie nefti i nefteproduktov – Transportation and storage of oil and petroleum products, 1978, no. 6, pp. 8-9.
Mushchanov V. F., Romenskiy D. I. Issledovanie napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya utornogo uzla v vertikalnykh tsilindricheskikh rezervuarakh obemom 10000…50000 m3 [Researches of the stress-strain state unit of connection of walls with the bottom in vertical cylindrical tanks in volume 10 000-50 000 m3]. Metallicheskie konstruktsii – Metal constructions, 2012, vol. 18, no. 1, pp. 61-71.
Shapiro G. A. Deystvitelnaya rabota ploskikh dnishch stalnykh tonkostennykh tsilindricheskikh rezervuarov [The actual work of the flat bottoms of steel thin-walled cylindrical tanks]. Materialy po stalnym konstruktsiyam – Materials for steel structures, 1958, no. 3, pp. 185-215.
ПРИСТАТЕЙНА БІБЛІОГРАФІЯ ЗА ГОСТ
Галеев, В. Б. Расчет нижнего узла сопряжения корпуса и днища резервуаров [Текст] / В. Б. Га-леев, Л. В. Короткова // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. – 1978. – № 6. – С. 38–39.
Егоров, Е. А. Расчет вертикальных цилиндрических резервуаров на жестких фундаментах [Текст] / Е. А. Егоров, Н. И. Братусь // Транс-порт и хранение нефти и нефтепродуктов. – 1983. – № 5. – С. 17–18.
Егоров, Е. А. Исследование краевого эффекта в уторном узле стальных вертикальных цилиндрических резервуаров при односторонней связи днища с основанием [Текст] / Е. А. Егоров, А. С. Соколова // Строительство, материалове-дение, машиностроение : сб. науч. тр. При-днепр. гос. акад. стр-ва и архит. – Вып. № 69. – Днепропетровск, 2013. – С. 187–191.
Егоров, Е. А. Исследование краевых эффектов в уторном узле стальных вертикальных цилиндрических резервуаров [Текст] / Е. А. Егоров, А. С. Соколова // Вісник Придніпр. Держ. акад. буд-ва та архіт. – Дніпропетровськ, 2012 – № 11. – С. 16–21.
Иштиряков, М. С. Напряженно-деформированное состояние днища вертикального цилиндрического резервуара [Текст] / М. С. Иштиря-ков, В. Б. Галеев // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. – 1977. – № 2. – С. 28–29.
Иштиряков, М. С. Расчет днища и стенки вертикальных цилиндрических резервуаров большой вместимости [Текст] / М. С. Иштиряков, В. Б. Галеев // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. – 1978. – № 6. – С. 8–9.
Мущанов, В. Ф. Исследование напряженно-деформированного состояния уторного узла в вертикальных цилиндрических резервуарах объемом 10000…50000 м3 [Текст] / В. Ф. Мущанов, Д. И. Роменский // Металлические кон-струкции. – 2012. – Т. 18. – № 1. – С. 61–71.
Шапиро, Г. А. Действительная работа плоских днищ стальных тонкостенных цилиндрических резервуаров [Текст] / Г. А. Шапиро // Материалы по стальным конструкциям. – 1958. – № 3. – С. 185–215.
