[发明专利]一种地震载荷作用下LNG全容式储罐受力分析方法

说明书

本发明公开了一种地震载荷作用下LNG全容式储罐受力分析方法，实施步骤包括：S1、建立建立空罐模型；S2、确定类型和参数；S3、划分网格；S4、保存关键节点数据；S5、建立满罐模型；S6、确定类型和参数；S7、划分网格；S8、加载边界条件；S9、加载边界条件；S10、加载地震反应谱进行求解；S11、读入谱分析结果；S12、将数据转移至数组1；S13、将计算结果写入数组1；S14、将节点数据保存；S15、返回空罐模型；S16、将数据转移至数组2；S17、加载位移载荷；S18、求解计算；S19、获得结果。本发明为LNG储罐设计提供参考和数据支持，不仅能够提高储罐的安全性能，还可以为LNG储罐的抗震设计提供理论依据。

技术领域

本发明涉及一种基于ANSYS-APDL语言的地震载荷作用下LNG全容式储罐受力分析方法。

背景技术

液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)主要成分为甲烷，是一种公认的优质清洁能源。目前，随着环境保护要求越发严格，LNG所占能源消费比率激增，随之配套的大型全容式储罐建造数量持续增多。

由于地震具有突发性和不可预料性，一旦发生地震灾害，LNG储罐结构可能发生破坏，不但会污染环境，还会造成火灾、爆炸等次生灾害，后果将不堪设想，将造成经济财产的巨大损失，也将给人类的生态环境造成严重的影响。

因此，LNG储罐设计需要参考和数据的支持，才能使得建立后的LNG储罐，具有更高的安全性能。

发明内容

本发明提供了一种地震载荷作用下LNG全容式储罐受力分析方法，能够为LNG储罐的设计提供了参考和数据支持。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地震载荷作用下LNG全容式储罐受力分析方法，通过以下步骤实现，S1、建立空罐LNG全容式储罐三维几何模型；S2、确定分析单元类型和所有分析参数；S3、在空罐LNG全容式储罐三维几何模型上划分模型结构网格；S4、将LNG混凝土外罐和桩基的节点的坐标保存；S5、建立满罐LNG全容式储罐三维几何模型；S6、确定分析单元的类型和所有材料参数；S7、在满罐LNG全容式储罐的三维几何模型上划分模型结构网格；S8、加载单向流固耦合边界条件；S9、进行模态分析；S10、加载地震反应谱；S11、读入谱分析结果；S12、将LNG混凝土外罐和桩基节点的坐标数据导至数组1；S13、获取数组1中对应节点位移计算结果，并写入数组1；S14、将带有位移结果的LNG混凝土外罐和桩基节点保存；S15、返回空罐模型；S16、将带有位移结果的LNG混凝土外罐和桩基节点的数据导至数组2；S17、依照数组2为对应节点加载位移载荷；S18、计算求解；

S19、得到混凝土外罐结构内力结果，即完成在地震载荷作用下对LNG全容式储罐的受力分析。

更进一步地，在步骤S1中，建立空罐LNG全容式储罐三维几何模型，包括穹顶、墙体承台和桩基；对于穹顶、墙体和承台定义典型关键点的位置，依托关键点的位置构造储罐截面轮廓线，并生成储罐截面平面，进而转生成为储罐实体模型；对于桩基，定义关键点位置，依托关键点的位置生成桩基。

更进一步地，在步骤S2中，单元类型和材料参数包括弹性模量、密度、泊松比和热膨胀系数，并定义桩基截面参数。

更进一步地，在步骤S3中，先划分边界定义网格尺寸，再对整个模型进行网格划分；在步骤S4中，将储罐混凝土外观穹顶、墙体、承台和桩基的节点坐标记录在TXT文件1中。

更进一步地，在步骤S5中，建立满罐LNG全容式储罐三维几何模型，包括穹顶、墙体、承台和桩基；在模型储罐的穹顶、墙体和承台上定义典型关键点位置，依托典型关键点的位置构造模型储罐截面轮廓线，生成截面平面，进而生成储罐实体模型；在桩基上定义典型关键点位置，依托典型关键点生成桩基；在罐内生成液体。

更进一步地，在步骤S6中，材料参数包括弹性模量、密度、松波比和热膨胀系数，并定义桩基截面参数。