李石峰，张 栋

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

基于ANSYS WORKBENCH的大型油罐吊装框架应力分析

李石峰，张 栋

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

使用Ansys/workbench有限元分析软件对大型油罐吊装框架进行分析计算，得出吊装框架应力、应变，对吊装框架进行优化设计。

Ansys/workbench；大型油罐；吊装框架；应力分析

吊装框架适用于只能承受竖直载荷的设备的吊装，本文中框架为矩形框架，4角设置4个吊耳与油罐吊耳竖直对正，框架设计吊重120t。

1 吊装框架应力分析

1.1 设计参数

吊装框架主管外径d=273mm，厚度t=12mm；材质：Q345D，许用应力[σ]：207MPa，（取0.6σ）；考虑综合影响系数：K= 2.0，框架竖向载荷：Fv=683.66kN。

1.2 结构模型

吊装框架按平面刚架模拟，上方4根长索具汇交于罐体重心上方即吊车吊钩位置（节点0005），锁具与框架平面角度为60°，吊装框架四角位置（节点0000，0001，0002，0003）吊索竖直向下连接油罐吊耳；

1.3 建立有限元模型

在workbench DM模块建立几何模型，框架对角线长L=167 000mm，主管外径d1=273mm，厚度t1=12mm；加强管外径d2=168mm，厚度t2=10mm，四角吊耳连接处管材d3=508mm，厚度t3=20mm；吊耳主板t4=32mm，导入engineer data材料参数为Q345D；进入Static Structural后处理模块进行网格划分，软件自动优化采用10节点四面体单元划分网格划分，划分结果为58 389单元，114013节点；如图1所示。

图1 网格划分

1.4 边界条件

在吊装过程中，吊装框架上吊耳承受斜向上60°方向拉力载荷，下吊耳承受竖直向下拉力载荷，载荷承受面为吊耳耳板孔。分析过程对框架下吊耳孔底面施加竖直位移为0约束，吊耳下吊耳孔施加竖直向下力683.66kN，吊耳上吊耳孔斜向上60°方向拉力分解后得出施加竖直向上力683.66kN，水平指向框架中心方向的力394.7kN；……