外爆荷载下钢制储罐动力响应数值模拟分析

化工园区储罐爆炸产生的外爆荷载可能导致周边储罐损伤破坏,继而引发多米诺效应.为研究储罐在外爆荷载下的损伤规律,采用有限元方法对外爆荷载冲击储罐的动态过程进行模拟,重点分析了储罐典型响应结果,探究了储液量、储罐容积及比例距离对储罐损伤的影响规律.结果表明:拱顶与罐壁交界处为结构薄弱区,冲击波与储罐多次作用,其中初始冲击波是引起储罐变形的主要原因;地面起爆时,储罐受冲击范围在环向角0°~90°,其中0°~30°为主要区域;储液惯性阻力减小了罐壁加速度,外爆荷载下储液与罐壁反复作用直至平衡;储罐变形量、范围与储液量呈负相关,表现出先急后缓的减小趋势;高液位时储罐容积越大抗爆性能越好,而低液位时小容积储罐则更好;比例距离的改变对冲击波超压强度影响显著,但对其分布影响不大,空罐对比例距离最为敏感,安全性较有储液的储罐更低.