穿孔与热辐射耦合作用下固定拱顶钢储罐的失效机理

• 作者: 李云浩 蒋军成 喻源 王志荣 张庆武
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 固定拱顶钢储罐 碎片冲击 热辐射 失效机理 瞬态响应 安全 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（8）
• 所属期刊栏目: 过程安全
• 页码范围: 4433-4443
• 页数: 10页
• 分类号: X93
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20201604

摘要

为获得大型钢制储罐在碎片冲击和池火热辐射耦合作用下的失效机理，采用Abaqus建立了高速碎片穿孔和热辐射耦合作用下固定拱顶钢储罐失效分析的有限元模型，分析了储罐在高速碎片冲击作用下的动力响应和穿孔储罐在热辐射作用下的热屈曲响应，研究了储罐壁面的应力变化过程。结果表明，在热辐射单一作用下，储罐由罐壁-罐顶连接处开始发生热屈曲，并出现褶皱变形；在高速碎片冲击与热辐射耦合作用下，高速碎片冲击导致储罐产生穿孔，储罐从穿孔两侧开始发生热屈曲，而且，穿孔导致塑性变形区及其附近区域产生应力集中，与未受冲击的储罐相比，穿孔储罐的罐壁处于更高的应力水平，更容易发生失稳。因此，穿孔储罐的抗火性能降低，热屈曲模式也发生改变。