冲击载荷下柔性储液罐动态响应数值模拟及规律分析

曹源; 金先龙; 李政

doi:10.11883/1001-1455(2011)05-0469-06

上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240

基金项目:

国家自然科学基金项目(11072150)

教育部博士点基金项目(0070248110)

机械系统与振动国家重点实验室基金项目(MSV-MS201107)

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Dynamicanalysisofflexiblecontainersunderimpact

StateKeyLaboratory MechanicalSystemandVibration,ShanghaiJiaotongUniversity,

Funds:

NationalNaturalScienceFoundationofChina(11072150)

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Corresponding author: CAO Yuan

摘要: 针对柔性材料大变形、非线性等特点,对柔性储液罐的冲击响应规律进行研究,依据实验结果,采用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,深入分析了空投高度、装水量等对柔性储液罐动态响应的影响规律。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,柔性储液罐的动态应力和变形均与抛落高度成正比。但表面最大应力与装水量呈V型关系。

关键词:

Abstract: Tounderstandandimprovethecrashworthinessofflexiblecontainers,thedynamicbehaviorsofthecontainerunderimpactloadingwerenumericallysimulated. ThewatermovementandsloshinginthecontainerweremodeledbyusingtheALEmethod. Theinteractionbetweenthecontainer andfluidwasstudiedbyapplyingthepenaltymethod.Themodelandapproacheswerevalidatedby comparingnumericalresultswithexperimentaldata.Basedontheaboveinvestigation,numericalsimulationwasperformedtoexploretheinfluencesofdropheightandwaterquantityonthedynamicresponseofthecontainer. Andthedeformationandstressdistributionatthekeypositionswereanalyzed. Resultsdisplaythattheshoulderofthecontaineristhemostvulnerablepartduringimpact; thatbothdropheightandwaterquantityhavegreateffectsonthecrashworthinessofthecontainer; thatthemaximumdynamicstressofthecontainerisproportionaltodropheightandthereliesaVshapedrelationbetweenthemaximumdynamicstressa dwaterquantity.

Key words:

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2.	楼云锋，刘涛，王欢欢，付宝强，金先龙. 波浪冲击下充气式浮桥流固耦合数值模拟分析. 工程力学. 2018(09): 232-239+256 . 百度学术
3.	王欢欢，杨勋，金先龙. 囊式浮桥囊体充气及动力响应的数值模拟. 上海交通大学学报. 2016(12): 1831-1837 . 百度学术
4.	胡国栋，褚元林，王纪兵，常春梅，赵亮，吴居红. 热交换器波纹板片应力场有限元模拟. 石油化工设备. 2013(03): 53-57 . 百度学术