[发明专利]一种基于储液罐应力标准的爆破振动安全判据的确定方法

权利要求书

1.一种基于储液罐应力标准的爆破振动安全判据的确定方法，其特征在于所述确定方法的步骤是：

步骤1、根据美国APl650标准，利用储液罐的结构参数和罐内液体参数，确定储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]：

当时，则：

当时，则：

式(1)和式(2)中：

[σ]表示储液罐罐壁轴向许用压应力，Pa，

γ表示储液罐罐内液体密度，kg/m³，

H表示储液罐罐体总高度，m，

D表示储液罐罐体直径，m，

t_s表示储液罐罐壁厚度，m；

步骤2、根据储液罐、地基和储液罐内液体的几何参数与材料参数，通过LS_DYNA动力有限元数值模拟软件，建立数值计算模型；

步骤3、在所述数值计算模型中的地基上第一次试算施加爆炸荷载P₁，所述第一次试算施加爆炸荷载P₁＝(0.5～1.5)×10⁶Pa，即得所述数值计算模型中储液罐的轴向压应力沿储液罐罐壁高度和沿储液罐罐壁环向的分布特征；再确定数值计算模型中储液罐的应力薄弱点，所述应力薄弱点为储液罐罐壁轴向压应力取最大值的位置处，即得数值计算模型中储液罐在第一次试算施加爆炸荷载P₁时的应力薄弱点的轴向压应力σ₁；

步骤4、在所述数值计算模型中的地基上第二次试算施加爆炸荷载P₂，所述第二次试算施加爆炸荷载P₂＝P₁+ΔP，即得数值计算模型中储液罐在第二次试算施加爆炸荷载P₂时的应力薄弱点的轴向压应力σ₂；

若数值计算模型中储液罐在第二次试算施加爆炸荷载P₂时的应力薄弱点的轴向压应力σ₂小于储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]，则在所述数值计算模型中的地基上第三次试算施加爆炸荷载P₃，所述第三次试算施加爆炸荷载P₃＝P₂+ΔP，即得数值计算模型中储液罐在第三次试算施加爆炸荷载P₃时的应力薄弱点的轴向压应力σ₃；

……；

若数值计算模型中储液罐在第n-1次试算施加爆炸荷载P_n-1时的应力薄弱点的轴向压应力σ_n-1小于储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]，则在所述数值计算模型中的地基上第n次试算施加爆炸荷载P_n，所述第n次试算施加爆炸荷载P_n＝P_n-1+ΔP，即得数值计算模型中储液罐在第n次试算施加爆炸荷载P_n时的应力薄弱点的轴向压应力σ_n；

若数值计算模型中储液罐在第n次试算施加爆炸荷载P_n时的应力薄弱点的轴向压应力σ_n小于储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]，则在所述数值计算模型中的地基上第n+1次试算施加爆炸荷载P_n+1，所述第n+1次试算施加爆炸荷载P_n+1＝P_n+ΔP，即得数值计算模型中储液罐在第n+1次试算施加爆炸荷载P_n+1时的应力薄弱点的轴向压应力σ_n+1；

所述ΔP表示相邻两次的试算施加爆炸荷载的爆炸荷载增量，ΔP＝(0.2～0.5)×10⁶Pa；

若数值计算模型中储液罐在第n+1次试算施加爆炸荷载P_n+1时的应力薄弱点的轴向压应力σ_n+1大于储液罐罐壁轴向许用压应力[σ]，则确定第n次试算施加爆炸荷载P_n为爆炸荷载安全极限值P；然后得到数值计算模型中储液罐在施加爆炸荷载安全极限值P时地基的爆破振动速度峰值PPV；

步骤5、将所述地基的爆破振动速度峰值PPV除以重要性修正系数k，重要性修正系数k为1.2～2，即得基于储液罐应力标准的爆破振动安全判据。