刚性和柔性储液罐简化模型仿真分析

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柔性贮液容器跌落碰撞过程的三维数值模拟

柔性贮液容器跌落碰撞过程的三维数值模拟
王惠;张会生
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2009(029)002
【摘要】基于任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian)法,利用无侵蚀的罚函数方式实现流体和结构间的相互耦合作用,模拟柔性贮液容器在与地面碰撞时的三维动态响应过程,分析在跌落过程中贮液容器的变形、自由液面的变化、贮液容器受到的动态激励及其应力状态.通过ALE方法和传统Eulerian方法计算结果的比较,验证ALE方法对贮液容器的跌落碰撞分析的有效性,同时数值算例的结果可为容器的结构设计和试验提供参考依据.
【总页数】5页(P46-50)
【作者】王惠;张会生
【作者单位】上海交通大学,动力机械工程教育部重点实验室,上海,200240;上海交通大学,动力机械工程教育部重点实验室,上海,200240
【正文语种】中文
【中图分类】O32;TP391.9
【相关文献】
1.柔性储液容器跌落碰撞仿真方法的研究 [J], 李政;金先龙;陈向东
2.贮液容器跌落冲击的有限元数值模拟研究 [J], 杨书仪;赵继云;刘德顺;文泽军
3.基于有限元法的贮液瓶跌落响应特性提取方法 [J], 李世文;田雷;田昱;许曼佳;张
震
4.二元海水液滴对心碰撞过程数值模拟 [J], 尹强;齐晓霓;梁伟
5.气体介质中海水液滴碰撞过程数值模拟 [J], 梁伟;齐晓霓;尹强;赵强
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储液罐子结构振动台试验仿真分析

储液罐子结构振动台试验仿真分析周利剑;范远刚;高斌;单明康;王向英【摘要】It is difficult to truly reflect the seismic response of the liquid storage tanks by the finite ele -ment simulation due to simplification of material properties .And the shaking table can only complete small scale model tests,the obtained results may quite different with what of the tank prototype .To this end,a method of the liquid storage tanks substructure shaking table test was proposed ,using the Malhotra simpli-fied model,the liquid storage tank is divided into two parts i .e.the experimental substructure and the nu -merical substructure.MATLAB program is used to simulate and analyze the liquid storage tank substruc -ture shaking table test.The results are in good agreement with what of the wholestructure .The obtained tank base shear force is close with what of the specification algorithm .% 由于有限元仿真需要假设材料性能，难以真实全面地反映储液罐的地震响应；而振动台试验只能完成较小比例的模型试验，与储罐原型差距很大。

基于刚-柔耦合理论的某供药机构的仿真分析

基于刚-柔耦合理论的某供药机构的仿真分析李勇;郑建国【期刊名称】《兵工自动化》【年(卷),期】2017(036)008【摘要】某供药机构中分药装置的拨杆需在极短的时间内与抱爪的卡锁接触,并将模块药从储药筒中拨出;为了研究高速运动对运动部件的影响,考虑拨杆为柔性体,并建立相应的柔体动力学方程;将原动件拨杆和被接触件卡锁用Ansys软件创建成柔性体,在ADAMS中建立相应的刚柔耦合动力学模型,与原有的多刚体动力学模型对比.对比结果表明:柔性体拨杆在外力作用下时,速度响应曲线会出现波动,而刚性体拨杆不会;针对柔性体碰撞仿真计算出的接触力比刚性体碰撞时的接触力峰值小且滞后;导致以上结果的原因是运动过程中柔性体部件会发生弹性变形.该研究对研究某供药机构中的分药装置有一定的参考作用.%The shift lever of dispensing device in charge feeding mechanism should contact with the locker device of the cartridge case in a very short period of time and let modular charge get out from the cartridge case. In order to study the impact of high-speed movement on moving parts, the shift lever was created as flexible body by Ansys software and was established rigid-flex coupling dynamics models with ADAMS software. Compared with the original multi-rigid-body dynamics model, the following conclusions can be obtained: velocity-response curve of the shift lever with flexible body will fluctuate under the action of external force and the shift lever with rigid body will not; the contact force calculated by the simulation of the flexible body collision issmaller than it calculated by the simulation of the rigid body collision. The reason for the above result is that the flexible body part is elastically deformed during the movement. The study of the modular charge feeding mechanism in the modular supply device has a reference role.【总页数】5页(P20-23,43)【作者】李勇;郑建国【作者单位】南京理工大学机械工程学院,南京 210094;南京理工大学机械工程学院,南京 210094【正文语种】中文【中图分类】TJ303【相关文献】1.基于刚-柔耦合模型的高速机车齿轮传动系统断齿故障仿真分析 [J], 王贞云;刘永强;廖英英;石鹏飞2.基于刚-柔耦合模型的高速机车齿轮传动系统断齿故障仿真分析 [J], 王贞云;刘永强;廖英英;石鹏飞3.基于变胞原理的舰炮装填机构刚-柔耦合动力学建模及误差分析 [J], 胡胜海;郭春阳;余伟;祁松;孙军超4.基于刚-柔耦合模型的供弹系统动力学分析 [J], 李利;魏立新;樊永锋5.基于加权广义逆求解被动过约束刚-柔耦合并联机构的受力问题 [J], 刘文兰;许允斗;陈亮亮;姚建涛;赵永生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

核岛结构PCS水箱FSI效应简化方法研究

核岛结构PCS水箱FSI效应简化方法研究李小军;宋辰宁;周国良;魏超【摘要】高置冷却水箱是核电厂非能动安全壳冷却系统(PCS)的重要组成部分,在进行动力分析时,必须考虑冷却水与屏蔽厂房之间的流固耦合(FSI)效应.由于FSI效应问题复杂,数值分析耗时较长,因此,在研究核岛结构动力分析时,有必要采用简化方法,在满足计算精度要求的前提下,提高计算效率.基于Housner模型,提出一种考虑液体-水箱相互作用的简化模型.采用ADINA软件分别进行水箱FSI模型和简化模型的核岛结构三向地震反应分析,分析了FSI模型和简化模型结构反应的峰值加速度、楼层反应谱和有效应力相对误差.结果表明:提出的水箱简化模型可用于高置冷却水箱核岛结构三向地震反应分析,能够很好地模拟FSI效应.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】8页(P6-12,32)【关键词】核岛结构;流固耦合(FSI);简化方法;地震反应【作者】李小军;宋辰宁;周国良;魏超【作者单位】北京工业大学建筑工程学院,北京100124;中国地震局地球物理研究所,北京100081;山东建筑大学土木工程学院,济南250101;环境保护部核与辐射安全中心,北京100082;环境保护部核与辐射安全中心,北京100082【正文语种】中文【中图分类】TL48AP1000是美国西屋公司设计研发的第三代先进压水堆核电厂，如图1所示，核岛结构主要由屏蔽厂房，辅助厂房和钢安全壳组成。

屏蔽厂房顶部的冷却水箱是非能动安全壳冷却系统(Passive Containment Cooling System, PCS)的重要组成部分，液体和屏蔽厂房之间的流固耦合(Fluid-Structure Interaction, FSI)效应会对结构的动力特性和地震反应造成影响。

由于FSI效应的复杂性，常用有限元软件(ABAQUS，ANSYS，ADINA等)在求解该问题时，通常需要花费较长时间。

冲击载荷下柔性储液罐动态响应数值模拟及规律分析

用ＡＬＥ有限元方法对冲击情况下柔性罐状储液容器及其中流体的动态响应进行了数值模拟。所得结果与实验结果具有较好的一致性。在此基础上，入分析了空投高度、水量等对柔性储液罐动态响应的影响规深装律。重点关注了表面一些关键部位的变形和应力变化情况。结果表明，性储液罐的动态应力和变形均与抛柔落高度成正比。但表面最大应力与装水量呈 “ 型关系。Ｖ” 关键词：流体力学；动态响应；Ｅ方法；性储液罐；固耦合；ＡＬ柔流冲击载荷
等因素对容器动态响应的影响规律。
１流固耦合方法与原理
利用ＡＬＥ方法建模与罚函数法相结合对冲击过程中的流固耦合现象进行数值模拟。罚函数法的
优点在于保证了耦合接触过程中的能量守恒。首先，于每个结构节点，索包含该节点的ＡＩ对搜Ｅ单元。然后，通过计算穿透速度与时间来计算流体节点的穿透深度。最后，过正比穿透深度计算基于罚通
＊
收稿日期：ＯＯ０ — ２２ｌ一７１；修回日期：０１０ — ７２１－１１
基金项目：国家自然科学基金项目（１７１０；育部博士点基金项目（００４１０；１０２５）教０７２８１）

储液罐子结构数值仿真分析

１８期
周利剑，等：储液罐子结构数值仿真分析
为数值子结构
数值子结构
— — — — — — —
，即把整
例情况，也就是说不论把储罐采用任意种简化模型在一定程度上都有近似性。本节以１０００ｍ。储液罐工程实例为例，分别采用有限元方法与三质点简化计算模型，对比分析了储液罐的动力特性。储罐的基本参数：储罐的公称容积１０００ｍ，计算容积１１００ｍ，底圈板内径Ｄ＝１１．５８Ｉｎ，罐壁高１０．５８ｉｎ，罐壁厚度为５ｍｍ，罐的总重量２５４．９ｋＮ，罐壁传给
的模式对基底倾覆力矩的作用。
１．２子结构划分原理
根据子结构试验一般划分原则，把储液罐罐体容易发生破坏的部分作为试验子结构，其余部分作
通信作者简介：范远刚。Ｅ — ｍａｉｌ：ｆｙｇ２００９ｖｉｐ＠１６３．ｃｏｍ。
型的高度，以说明更高
基金（２０１１Ｄ－５００６－０６０４）资助第一作者简介：周利剑（１９７４一），男，黑龙江肇东人，博士，副教授。研究办向：防灾减灾与防护工程。Ｅ — ｍａｉｌ：ｚｈｏｕ￣２００１＠１２６．ｃｏｎ。ｒ
ｏｔｒａ力学模型。该模型是基于Ｖｅ —

储液罐子结构数值仿真分析

储液罐子结构数值仿真分析周利剑;范远刚;高斌;单明康;王向英【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)018【摘要】由于有限元仿真需要假设材料性能,难以真实全面的反映储液罐的地震响应；而振动台试验只能完成较小比例的模型试验,与储罐原型差距很大.为此,提出了储液罐子结构振动台试验方法.采用Malhotra力学模型,将储液罐划分为试验子结构(罐底和土体)和数值子结构(储罐和液体)两部分.试验子结构放在地震模拟振动台上进行试验研究,数值子结构部分由计算机进行模拟.仿真计算表明:储液罐子结构仿真结果与全结构的非常吻合,仿真计算的储罐基底剪力与规范算法接近.%Due to the finite element simulation assume that the material properties,difficult to truly comprehensive the seismic response of the liquid storage tanks is reflected.And the shaking table test can only complete a small scale model test,a large gap with the tank prototype.To this end,a method of the liquid storage tanks substructure shaking table test is proposed,used the Malhotra simplified model,the liquid storage tank is divided into the experimental substructure (the bottom of the tank and soil) and the numerical sub-structures (storage tanks and liquid) in two parts.The experimental substructure on earthquake simulation shaking table test,the numerical substructure in part by computer simulation are putout.Simulation results show that:liquid tank sub-structure simulationresults are in good agreement with the whole structure and the tank base shear simulation is close with the specification algorithm.【总页数】4页(P5164-5167)【作者】周利剑;范远刚;高斌;单明康;王向英【作者单位】黑龙江省防灾减灾及防护工程重点实验室,东北石油大学土木建筑工程学院,大庆163318;黑龙江省防灾减灾及防护工程重点实验室,东北石油大学土木建筑工程学院,大庆163318;黑龙江省防灾减灾及防护工程重点实验室,东北石油大学土木建筑工程学院,大庆163318;黑龙江省防灾减灾及防护工程重点实验室,东北石油大学土木建筑工程学院,大庆163318;黑龙江省防灾减灾及防护工程重点实验室,东北石油大学土木建筑工程学院,大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TE972【相关文献】1.储液罐子结构拟动力试验方法研究 [J], 单明康;王向英;张文福2.储液罐子结构振动台试验仿真分析 [J], 周利剑;范远刚;高斌;单明康;王向英3.TLD振动台子结构试验的数值仿真分析 [J], 周惠蒙;吴斌4.汽车制动储液罐动态性能仿真分析研究 [J], 郑玉花5.无伞空投储液罐的高空跌落仿真分析 [J], 张宇婷;耿小凯;任春华;计宏伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

液罐仿真模型的建立与分析

2023年第12期总第319期液罐仿真模型的建立与分析陈益苞赖玉军厦门海洋职业技术学院航海学院，福建厦门，361102摘要：在Fluent 软件中建立了圆形液罐的二维仿真模型，分析网格单元尺寸、仿真的时间步长对仿真时间和仿真精度的影响，并利用建立的仿真模型分析防波板对液体晃动的影响。

仿真结果表明：网格单元尺寸和仿真时间步长越小，计算精度越高，但计算时间越长；防波板能显著降低液体晃动产生的侧向力和侧倾力矩，并提高液体晃动的固有频率。

关键词：液罐；液体晃动；防波板；FLUENT 中图分类号：U469收稿日期：2023-11-15DOI：10 19999/j cnki 1004-0226 2023 12 0171前言液罐汽车是装运各种液体货物的专用汽车，通常把装运油品的液罐汽车称为液罐车。

液罐汽车一般分为油罐车和化工液体运输车，油罐车主要用作运输石油的衍生品（汽油、柴油、原油、润滑油及煤焦油等油品），化工液体运输车广泛用于运输酸、碱、盐等具有腐蚀性、危险性的液体［1］。

液罐车的液罐内必须留有一定空间，以防止液体受热膨胀产生过大的内应力而使罐体破裂，这一预留空间通常为罐体容积的5%。

但是车辆在行驶过程中会产生一定的跳动和机械震动，加之液罐内留有的空间会引起液体的晃动，会对液罐内壁产生冲击，如果罐体是圆形的，震动产生的冲击就会沿罐体的圆周方向均衡分散在罐壁上，不会出现应力过于集中而造成罐体破裂的事故［2］。

然而圆形液罐的质心位置较高，在急转弯时，容易发生侧翻事故，因此有很多学者针对液罐内液体的晃动做出了很多研究，但大部分的研究是针对液体的纵向晃动，横向晃动研究得比较少，而且也主要是研究液罐的横截面形状、充液比对横向晃动的影响［3］。

本文将从防波板方面进行研究，分别建立没带防波板和带有防波板的液罐仿真模型，比较在50%充液比下，液罐晃动产生的侧向力和侧倾力矩。

由于仿真模型的网格单元尺寸、仿真时间步长会极大影响仿真所花费的时间和仿真精度，因此在建立仿真模型的时候，要选取适当的网格单元尺寸和仿真时间步长，在保证较高精度的同时，减少仿真时间。

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中国分类号：ＴＨ４９；ＴＥ９７２；ＴＱ０５３２文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ４８３７（２０１４）ｆ）１ —００２７— ０７
ｄｏｉ１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１— ４８３７２０１４０ｌ００５
摘要：选取了两种力学模型，刚性理论的Ｈｏｕｓｎｅｒ模型和柔性理论的Ｈｓｒｏｕｎ—Ｈｏｕｓｎｅｒ模型，将Ｈｏｕｓｎｅｒ模型简化为二质点结构，Ｈａｕｒｏｕｎ —Ｈｏｕｓｎｅｒ模型简化为三质点结构，将其和规范算法、有限元算法进行频率对比，误差不足５％。采用Ｎｅｗｍａｒｋ —Ｂ法进行弹性时程分析，得到液体各质点的位移时程、罐底剪力时程、倾覆弯矩时程。仿真结果表明：简化模型和有限元、规范算法频率相差很小，水平地震激励后期，晃动质点位移时程相差较大，刚性脉冲质点位移时程几乎一致，罐底剪力和规范算法相差很小，倾覆弯矩相差较大。Ｈｏｕｓｎｅｒ方法设计的储液罐，液体晃动部分的响应被低估，储液罐工程设计人员及研究人员应予以重视。关键词：储液罐；简化模型；仿真
（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｉｎｒｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｍｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ１６３３１８，Ｃｈｉｎａ；
ｌｉｑｕｉｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｔｉｍｅｈｉｓｔｍ７ｏｆｅａｃｈｐａｒｔｉｃｌｅｓｎｄｔｈｅｔａｎｋｂｏｔｔｏｍｓｈｅａｒｃａｌ — ｅｎｄａｒ，ｏｖｅｔｒｕｒｎｉｎｇｍｏｍｅｎｔＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｉｍｐｌｉｉｆｅｄｍｏｄｅｌａｎｄｉｎｆｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｌｇｏ — ｒｉｔｈｍｏｆｒｆｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｃｏｄｅ，ａｓｍａｌｌ，ｌａｔｅｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｅａｒｔｈｑｕａｋｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｏｃｋｐａｒｔｉｃｌｅｄｉｓｐｌａｃｅ — ｍｅｎｔｔｉｍｅｈｉｓｔｍｙｉｓｌｓｒｇｅ，ｒｉｇｉｄｐｕｌｓｅｐａｒｔｉｃｌｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｉｍｅｈｉｓｔｍｙａｈｎｏｓｔｕｎａｎｉｍｏｕｓｌｙ，ｔａｎｋｂｏｔｔｏｍｓｈｅａｒａｌｇｏｒｉｈｍｔｏｆｔｈｅｃｏｄｅａｎｄｉｓｖｅｒｙｓｍａｌｌ，ｏｖｅｒｔｕｒｎｉｎｇｍｏｍｅｎｔｉｓｌａｒｇｅＨｏｕｓｎｅｒｍｅｔｈｏｄｄｅｓｉｇｎｏｆｌｉｑ — ｕｉｄｓｔｏｒａｇｅｔａｎｋ，ｔｈｅｌｉｑｕｉｄｓｌｏｓｈｉｎｇｐａｔｒｏｆｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｉｓｕｎｄｅｒｖａｌｕｅｄ，ｓｔｏｒａｇｅｔｓｎｋｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｓｉｇｎ — ｅｒｓａｎｄｒｅｓｅｍ＇ｅｈｅｒｓｓｈｏｕｌｄａｔｔａｃｈｉｍｐｏｒｔｓｎｅｅｔｏｉｔＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｏｒａｇｅｔｓｎｋ；ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
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刚性 ห้องสมุดไป่ตู้ 柔性储液罐简化模型仿真分析
单明康，张文福，王向英
（１东北石油大学土木建筑工程学院，黑龙江大庆点实验室，黑龙江大庆１６３３１８）
１６３３１８；２黑龙江省防灾减灾及防护工程重
２ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＫｅｙＬｓｂｏｒａｔｍ７ｏｆＤｉｓａｓｔｅｒＰｒｅｖｅｎｔｉｏｎ，ＭｉｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｉｎｒｇ，Ｄａｑｉｎｇ
ｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｅｒｒｏｒｌｅｓｓｔｈａｎ５％ＢｙｕｓｉｎｇＮｅｗｍａｒｋ — ｂｅｔａｅｌａｓｔｉｃｔｉｍｅｈｉｓｔｏｒ／ａｎａｌｙｓｉｓ，ｇｅｔｔｈｅ
ＲｉｇｉｄａｎｄＦｌｅｘｉｂｌｅＳｔｏｒａｇｅＴａｎｋＳｉｍｐｌｉｆｉｅｄＭｏｄｅｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓ
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