特大型玻璃钢贮罐缠绕工艺(二)
作者:翁祖祺
  (接上)
  这样的计算方法,经实践证明,不但较为切合实际,而且比较准确。
  该套FEA设计方法,还可按预先设定的时间程序,对贮罐所受不同形式的力及其所产生的压力情况,进行正确的应力分析。
  为了计算出由于形变所引起的刚度变化,在每一个时间内,将改变其所用的刚度矩阵。通过计算所得的结果,不仅能表示出所受应力的数值,而且能反映出这种特大型贮罐上,“硬镶肩”的性能表现情况。
  据介绍,这种新设计的镶肩结构,至少对三种类型的位移,起到有效的比较重要的效用。
  FEA方法,还可对贮罐低位人孔进行应力分析,也可计算出风力和地震所产生的应力的大小。由于人孔处应力较为集中,其周围元素的密度将得到加强,以便改善其计算的准确度。人孔设计模型,将与壳体增强材料、法兰和盖子等,形成一个整体的结构。
  据该公司介绍,这种高元素密度的设计方法,也同样适用于其他“镶肩型”的部件。所采用的FEA软件,可应用于多种载荷状态,并可计算出它所受的应力和形变情况。对于风力和地震的情况,在所建的新设计模型中,均作为正向压力处理。由于贮罐的直径很大,纵横比例很小,因而在计算地震载荷时,采用API-650方法计算。
  由于该类贮罐纵横向的比例很小,因此产品设计时,主要考虑液体的静压力,风力或地震均不会对贮罐带来较大的应力或形变。
  尤其在贮罐的底部,几乎全部是由于液体的静压压力,所产生的轴向应力。在贮罐底下部位,由于底部镶肩的不连续性,使壳体承受了一个轴向的弯曲载荷,因此必须适当增强这个部位的壳体设计。
  三、特大型玻璃钢贮罐的现场螺旋缠绕工艺
  Tankinetics公司根据用户的要求,这个特大直径玻璃钢贮罐,在现场进行缠绕加工。该公司使用了一台全自动多轴缠绕机,对贮罐壳体进行封闭式螺旋缠绕。其“封闭式”方案的意思,是指缠绕纤维带,要一道紧挨一道,既不能出现空隙,也不允许有搭接现象,并预先设定好纤维带的宽度,以使一层纤维层缠绕完毕后,壳体表面正好被全部覆盖。
  据该公司有关人士认为,大直径玻璃钢制品的封闭式缠绕,只有通过计算机控制才能完成。机械齿轮系统,对于玻璃钢管道或小直径贮罐,可进行封闭式缠绕。但对于大直径玻璃钢制品,机械齿轮系统就无法进行封闭式纤维缠绕。
  大直径玻璃钢制品的缠绕角度,以及缠绕时间的控制,都必须十分精确。缠绕角的精度范围,要求在一百分之几度以内,只有实行计算机控制系统,才可避免出现缠绕工艺的累积误差。

(待续)


  

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