1. 研究目的与意义（文献综述）
球形压力容器与其他压力容器相比有很多优点，如占地面积小，受力情况好，现场安装，运输方便。主要用于储存气体，液化气体，广泛应用于石油，化工，城市燃气，冶金行业等。我国制造球罐始于20世纪60年代初。但随着国民经济的高速发展和改革开放的需要，近年来球罐的制造技术已得到了飞速发展。目前国内已独立制造或引进了不同规格和用途的球罐多台套，其最大容积已超过10000m3，最大压力超过3mpa，最低设计温度在-30℃以下。在大型球罐方面，国外先进工业国家建造的10000m3-20000m3球罐已经相当普遍，而我国由于关键设计、制造技术还没有完全解决，10000m3以上的大型球罐还全部依赖进口。
地震作为一种突发性的自然灾害,给人民的生命财产带来了巨大的危害。在目前还不能准确预报地震的情况下,认真搞好工程抗震工作有着十分重要的意义。对于球形储罐的常规设计,目前国内外规范,例如我国的gb 12337—1998《钢制球形储罐》,都把球罐看作单质点体系,视球壳为刚体,支撑两端为绞结,地震载荷作用于球体中心。根据场地特征、设防烈度及球罐的自振周期,由标准地震反应谱得到最大地震加速度,由此得到作用于球心的地震力。结构的抗震计算就基于上述这个作用于球心的地震力。在这一点上,各个标准只是在球罐等效质量和系统刚度的取法上各有所不同。对于球罐的分析设计,梅林涛等人在《球形储罐应力分析及评定》一文中指出,对球形储罐进行有限元计算时,可以将地震力考虑为一种惯性力,通过给定地震水平加速度和垂直加速度及球罐各种材料密度来实现地震力的施加(即f=ma),并且考虑到垂直地震作用产生的应力水平较低,一般情况下可不考虑垂直地震力的影响。介质的地震惯性力可通过质量等效转移法进行工程上的处理,即将内盛介质的质量通过增大球壳的密度来等效实现惯性力。另外,李娥通过球形储罐模型振动试验研究,验证了我国学者提出的简化计算方法的科学性和实用性。卢薇等对设备安置和设备联接方式分类,建立了工业设备的抗震计算模型和破坏准则,从而为工业设备的抗震计算和设计提供了依据。
总体来说,球形储罐的抗震研究已取得了很好的成果,但还不是很成熟,计算过程中有很多的简化。其中一些计算中未考虑的问题,如垂直地面运动对设备的影响、地面运动的长周期分量对设备的地震破坏所产生的作用、设备的随机地震反应以及设备初始几何缺陷的影响等问题还需要进行深入的研究。
2. 研究的基本内容与方案
1.在进行毕业论文任务分析、资料检索、调研的基础上完成开题报告
2. 根据gb12337-98《钢制球形储罐》对球罐进行结构与强度设计计算。在该标准中，采用了一种将该处应力状态作简化处理后的计算方法。这种方法认为，在连接的最低点处应力有最大值，经简化后该点的应力为剪切和纬向二向应力状态，可分别用公式算出，并以其组合应力建立强度校核条件。
3. 利用ansys软件计算静载荷下球罐的应力分布。在不考虑动载荷的特殊设计中，可以利用球罐静载荷的对称性，建立球罐应力分析模型. 对于大多数需考虑动载荷，即地震载荷及风载荷的大型球罐，可以沿纬向截取整个结构一半 ， 即 圆 周 的180°，建立半对称模型。
3. 研究计划与安排
2015年02月16日--02月28日: 调研，拟定提纲，完成《开题报告》。
2015年03月01日--03月10日: 阅读参考文献，熟悉有限元数值仿真的基本流程。
2015年03月11日--03月20日: 根据gb12337-98《钢制球形储罐》对球罐进行结构与强度设计计算。
4. 参考文献（12篇以上）
参考文献
[1] gb 12337—1998,钢制球形储罐[s].
[2] 梅林涛,杨国义,寿比南.球形储罐应力分析及评定[j].压力容器,2002,19(7):15-17.
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