[發(fā)明專利]船用LNG儲罐的應(yīng)力的有限元分析計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410391207.6
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號: CN104166760B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃斌;沈強(qiáng);羅軍;余祥虎;毛雁兵
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢武船重型裝備工程有限責(zé)任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務(wù)所(普通合伙)11221
• 代理人: 魏殿紳,龐炳良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船用LNG儲罐測試領(lǐng)域，具體涉及一種船用LNG儲罐的應(yīng)力的有限元分析計算方法。

背景技術(shù)

LNG(liquefied?natural?gas，液化天然氣)是一種清潔、高效的能源。目前，陸地上儲存LNG的儲罐一般采用靜止固定式LNG儲罐的設(shè)計規(guī)范，主要參考現(xiàn)有的GB150鋼制壓力容器及其他壓力容器標(biāo)準(zhǔn)。

但是，如將陸地上采用的LNG儲罐應(yīng)用到船舶上，由于船舶航行過程中會產(chǎn)生的三個方向上加速度產(chǎn)生的動載影響，而陸地上采用的LNG儲罐并未考慮加速度產(chǎn)生的動載影響，因此，將陸地上采用的LNG儲罐直接用于船舶時，安全會存在一定隱患。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種船用LNG儲罐的應(yīng)力的有限元分析計算方法，通過本發(fā)明的方法能夠確定LNG儲罐是否合格，LNG儲罐是否需要進(jìn)行優(yōu)化，保證LNG儲罐的安全。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種船用LNG儲罐的應(yīng)力的有限元分析計算方法，包括以下步驟：

A、對船用LNG儲罐的外殼、內(nèi)容器和受力構(gòu)件進(jìn)行三維建模，加載當(dāng)前LNG儲罐的設(shè)計參數(shù)、以及當(dāng)前船舶的航行參數(shù)；

B、定義當(dāng)前船舶的外殼承受的大氣壓力為P外、內(nèi)容器介質(zhì)壓力為P內(nèi)、內(nèi)外罐自重為G、LNG液體重量壓力為P靜；

定義船舶在航行過程中橫向加速的產(chǎn)生的慣性力F橫、船舶在航行過程中縱向加速的產(chǎn)生的慣性力F縱、船舶在航行過程中垂向加速的產(chǎn)生的慣性力F垂、船舶在航行過程中縱向的碰撞載荷產(chǎn)生的慣性力F碰；設(shè)定LNG儲罐的溫差載荷△T；

定義LNG儲罐貯液時的載荷工況為F儲液、LNG儲罐使用的橫垂向載荷工況為F橫垂1、考慮△T時LNG儲罐使用的橫垂向載荷工況為F橫垂2；

定義LNG儲罐正常使用的縱垂向載荷工況為F縱垂1、考慮△T時LNG儲罐使用的縱垂向載荷工況為F縱垂2；

定義LNG儲罐正常使用的碰撞載荷工況為F碰撞1、考慮△T時LNG儲罐使用的碰撞載荷工況為F碰撞2；

C、采集得到外殼、內(nèi)容器和受力構(gòu)件在F儲液時的P外、P內(nèi)、G和P靜；利用有限元分析計算方法FEM，根據(jù)內(nèi)容器的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F儲液時的P外、P內(nèi)、G和P靜計算得到內(nèi)容器在F儲液時的應(yīng)力；利用FEM，根據(jù)外殼的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F儲液時的P外、G和P靜計算得到外殼在F儲液時的應(yīng)力；利用FEM，根據(jù)受力構(gòu)件的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F儲液時的P外、P內(nèi)、G和P靜計算得到受力構(gòu)件在F儲液時的應(yīng)力；

采集得到外殼、內(nèi)容器和受力構(gòu)件在F橫垂1時的P外、P內(nèi)、G、F橫和F垂；利用FEM，根據(jù)內(nèi)容器的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F橫垂1時的P外、P內(nèi)、G、F橫和F垂計算得到內(nèi)容器在F橫垂1時的應(yīng)力；利用FEM，根據(jù)外殼的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F橫垂1時的P外、G、F橫和F垂計算得到外殼在F橫垂1時的應(yīng)力；利用FEM，根據(jù)受力構(gòu)件的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F橫垂1時的P外、P內(nèi)、G、F橫和F垂計算得到受力構(gòu)件在F橫垂1時的應(yīng)力；

采集得到外殼、內(nèi)容器和受力構(gòu)件在F橫垂2時的P外、P內(nèi)、G、P靜、F橫和F垂；利用FEM，根據(jù)內(nèi)容器的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F橫垂2時的P外、P內(nèi)、G、P靜、F橫和F垂計算得到內(nèi)容器在F橫垂2時的應(yīng)力；利用FEM，根據(jù)外殼的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F橫垂2時的P外、G、P靜、F橫和F垂計算得到外殼在F橫垂2時的應(yīng)力；利用FEM，根據(jù)受力構(gòu)件的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F橫垂2時的P外、P內(nèi)、G、P靜、F橫和F垂計算得到受力構(gòu)件在F橫垂2時的應(yīng)力；

采集得到外殼、內(nèi)容器和受力構(gòu)件在F縱垂1時的P外、P內(nèi)、G、F縱和F垂；利用FEM，根據(jù)內(nèi)容器的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F縱垂1時的P外、P內(nèi)、G、F縱和F垂計算得到內(nèi)容器在F縱垂1時的應(yīng)力；利用FEM，根據(jù)外殼的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F縱垂1時的P外、G、F縱和F垂計算得到外殼在F縱垂1時的應(yīng)力；利用FEM，根據(jù)受力構(gòu)件的三維模型、△T、加載的設(shè)計參數(shù)和航行參數(shù)、F縱垂1時的P外、P內(nèi)、G、F縱和F垂計算得到受力構(gòu)件在F縱垂1時的應(yīng)力；