赵 康，王 猛，何志杰，夏治园，马刘博，胡坤伦

(安徽理工大学化学工程学院，安徽 淮南 232001)

桔瓣式球型储液罐是储油基地常见的存储设备，由于其直径大，罐壁薄等特点易受振动损害，因此研究球罐振动破坏机理就显得尤为重要。Chao等[1]基于改进弹性壳体理论，研究了中厚完全球壳的轴对称振动问题。李文琦[2]建立了球形储罐三维地震动态响应力学模型。于志华[3]采用Lagrange-SPH算法，对球形储罐近区TNT爆炸问题进行了模拟研究。就现有研究成果来看，球型储罐爆破开挖动力响应分析仍存在较大盲区，且由于球罐结构的特殊性，实地测振难以开展，无法有效反映振动响应的详细情况，采用有限元仿真可有效解决该类工程实践难题。本文运用ANSYS/LSDYNA显示动力学求解技术，结合流固耦合算法，对球形储罐百米外爆破开挖振动响应工况进行了仿真计算。

1 爆破工况等效施加

LSDYNA中可通过定义高能炸药或对炮孔壁施加爆破载荷来模拟爆轰过程，但均只适用于爆源近区力学响应分析，且易造成计算结果不收敛，因此在探究爆源中远端振动响应问题时，基于圣维南载荷等效原理，建模时忽略炮孔壁形状，根据炮孔连心线与轴线所确定的平面施加等效爆破载荷，可以获得更精确的模拟结果[4],等效爆破载荷施加方式如图1所示。

图1 爆破载荷等效施加Fig.1 Equivalent application of blasting load

pe=(2r0/L)p0

(1)

(2)

p0=pmf(t)

(3)

式中：p0为单个炮孔壁上的爆破载荷；r0为炮孔半径；L为孔间距；ρ0为装药密度；D为炸药爆速；kd为不耦合系数；η为压力增大倍数；……