[发明专利]验证球形储罐抗震设计的实验装置及实验方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域的模型实验装置及实验方法，尤其涉及一种验证球形储罐抗震设计的实验装置及实验方法。

背景技术

球形储罐是石油化工行业最常用的设备之一，主要用来存储液化石油气、液氨、液氧、液烃、液化天然气等易燃、易爆或有毒介质。遭遇到地震时一旦发生破坏，就可能引起爆炸、火灾和环境污染等严重次生灾害，给人类的生存和生态环境造成严重的影响。

目前，主要依靠国家标准对球形储罐的抗震设计进行理论指导。在国家标准中对地震的考虑仍然采用拟静力的处理方式，即将不同地震等级下的地震力简化为与地震等级对应的不同的静力，由此静力代替地震力来指导球形储罐的抗震设计。

但是，由于地震过程具有复杂性和随机性，是随机振动的问题，将地震力简化为拟静力的方式指导球形储罐的抗震设计并不能保证球形储罐有很好的抗震性能，从而无法为球形储罐设计提供理论参考，增大了球形储罐的建造成本。

发明内容

本发明实施例提供一种验证球形储罐抗震设计的实验装置及实验方法，以克服现有技术中存在的问题。

本发明实施例提供一种验证球形储罐抗震设计的实验装置，包括：

振动台、所述振动台与测试控制监测系统相连，所述测试控制监测系统运行地震仿真模型，球形储罐模型安装在所述振动台上，所述球形储罐模型与数据采集系统相连。

进一步地，上述实验装置中的测试控制监测系统可以包括：工控机、数模转换器、信号处理装置和电液伺服作动器，所述工控机、所述数模转换器、所述信号处理装置、所述电液伺服作动器和所述振动台依次相连。

进一步地，上述实验装置中的数据采集装置可以包括：测量装置和数据处理装置，所述球形储罐模型与所述测量装置连接，所述数据处理装置与所述测量装置相连，所述数据处理装置用于处理所述测量装置获取的测量数据。

进一步地，上述实验装置中的测量装置可以包括：压力传感器、加速度传感器、三维力传感器、高清摄像机和/或硬盘录像机。

进一步地，上述实验装置中的数据处理装置可以包括：动态信号采集仪和显示器，所述测量装置、所述动态信号采集仪及所述显示器依次相连。

进一步地，上述实验装置中的振动台可以包括：台面、直线滑轨、导轨滑块、支撑框架和底部支座，所述支撑框架固定在所述底部支座上，所述直线滑轨安装在所述支撑框架上，与所述直线滑轨配合的所述导轨滑块与所述台面固定在一起，所述台面一侧的连接板与所述电液伺服作动器的作动头相连。

本发明实施例提供一种验证球形储罐抗震设计的实验方法，包括：

启动工控机，测试控制监测系统运行地震仿真模型；

所述工控机模拟球形储罐模型在地震状态下运动的地震激励；

数据采集系统采集所述球形储罐模型在所述地震激励下的响应特性；

数据处理装置分析所述响应特性。

本发明提供的验证球形储罐抗震设计的实验装置和实验方法，通过设置振动台，振动台与测试控制监测系统相连，测试控制监测系统运行地震仿真模型，球形储罐模型安装在振动台上，球形储罐模型与数据采集系统相连，从而使得振动台能在测试控制监测系统上运行的地震仿真模型带动下运动，进而使得安装在振动台上的球形储罐模型在测试控制监测系统上运行的地震仿真模型带动下运动，数据采集系统采集并分析球形储罐模型在地震仿真模型下的响应特性，从而明确球形储罐模型在动态的模拟地震力作用下响应特性，为球形储罐的抗震设计提供理论参考，使其的设计参数满足实际地震环境，降低球形储罐的建造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的验证球形储罐抗震设计的实验装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的验证球形储罐抗震设计的实验装置实施例二的结构示意图；

图3为本发明提供的验证球形储罐抗震设计的实验装置实施例二中实物连接的结构示意图；

图4为本发明提供的验证球形储罐抗震设计的实验装置实施例二中振动台的主视图；

图5为本发明提供的验证球形储罐抗震设计的实验装置实施例二中振动台的俯视图；

图6为本发明提供的验证球形储罐抗震设计的实验装置实施例二中球形储罐模型的结构示意图；