[发明专利]储罐底板厚度获取方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种储罐底板厚度获取方法及装置，包括：根据结构参数、材料特征和地基参数建立储罐有限元数值模型；对储罐有限元数值模型配置边界条件和载荷数据，对配置完成的储罐有限元数值模型进行数值求解，获得分析结果；根据分析结果确定储罐底板内边缘板大角焊缝节点的弯矩、径向应力与储罐底板厚度的对应关系，根据对应关系获取储罐底板厚度。本发明实施例提供的一种储罐底板厚度获取方法及装置，通过有限元数值分析方法，模拟储罐在不同底板厚度下的力学状态，得到底板厚度与底板内边缘板大角焊缝处应力及弯矩的对应关系，进一步确定底板厚度，做到数据精确，以避免底板与壁板连接大角焊缝处最大应力的产生，优化了储罐的设计。

技术领域

本发明涉及石油储罐设计技术领域，尤其涉及一种储罐底板厚度获取方法及装置。

背景技术

立式圆筒形钢制焊接储罐常用于储罐原油、汽油、柴油等液体，主要由罐底板、罐壁板、罐顶组成。理论计算和大量工程实践表明，大型油罐在液压载荷的作用下，其底层罐壁板、罐底边缘底板及其大角焊缝连接处的应力状态非常复杂，尤其罐底大角焊缝处，是储罐的高应力区和危险点。罐底板包括环形边缘板和中幅板，底圈罐壁板与环形边缘板之间的大角焊缝采用连续焊。罐底板应力的理论计算有三种，分别为1968年J.B.Denham提出的刚性地基梁法，1978年中科院力学所的李国琛法，1996年吴天云提出的刚性-弹性地基梁耦合法。储罐壁板设计的理论计算模型也有三种，短圆柱壳理论、长圆柱壳理论和组合圆柱壳理论。现有储罐底板的设计厚度根据底圈罐壁板的厚度进行经验性确定，存在较大的局限性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种储罐底板厚度获取方法及装置。

第一方面，本发明实施例提供一种储罐底板厚度获取方法，包括：

获取储罐的结构参数和材料特征，以及地基参数，根据所述结构参数、材料特征和地基参数建立储罐有限元数值模型；

对所述储罐有限元数值模型配置边界条件和载荷数据，对配置完成的储罐有限元数值模型进行数值求解，获得分析结果；

根据所述分析结果确定储罐底板内边缘板的焊缝节点的弯矩、径向应力与储罐底板厚度的对应关系，根据所述对应关系获取储罐底板厚度。

可选地，所述约束条件包括储罐有限元数值模型中的地基下表面为全约束，全约束包括X、Y、Z方向位移为零；所述载荷数据包括储罐的液体静压力载荷以及罐体及附件的自重载荷。

可选地，对配置完成的储罐有限元数值模型进行数值求解，获得分析结果，包括：

以储罐底板厚度为变量，基于储罐有限元模型的边界条件对储罐有限元数值模型中的储罐地基进行位移约束；

基于储罐有限元模型的载荷数据对储罐有限元数值模型中的底板及壁板进行施压；

采用牛顿拉普森算法对模型进行数值计算，获得分析结果。

可选地，所述根据所述分析结果确定储罐底板内边缘板的焊缝节点的弯矩、径向应力与储罐底板厚度的对应关系，根据所述对应关系获取储罐底板厚度，包括：

根据储罐底板内边缘板的焊缝节点的弯矩、径向应力与储罐底板厚度的对应关系生成弯矩、径向应力分别与储罐底板厚度的曲线图；

从所述曲线图中确定曲线交叉点，根据所述交叉点确定储罐底板厚度。

第二方面，本发明实施例提供一种储罐底板厚度获取装置，包括：

建立模块，用于获取储罐的结构参数和材料特征，以及地基参数，根据所述结构参数、材料特征和地基参数建立储罐有限元数值模型；

分析模块，用于对所述储罐有限元数值模型配置边界条件和载荷数据，对配置完成的储罐有限元数值模型进行数值求解，获得分析结果；