Analiza modalna stalowego zbiornika walcowego z dachem stałym przy różnym poziomie wypełnienia

• Autorzy: Burkacki D. , Wójcik M. , Jankowski R.

Warianty tytułu

EN

The modal analysis of cylindrical steel tank with selfsupported roof filled with different level of liquid

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W branżach technicznych, takich jak przemysł chemiczny czy naftowy, stalowe zbiorniki walcowe są często wykorzystywane do magazynowania produktów płynnych. Z tego względu ich bezpieczeństwo i niezawodność to kluczowe aspekty, ponieważ ewentualne uszkodzenie konstrukcji może prowadzić do poważnych konsekwencji, a w skrajnych przypadkach nawet do katastrofy ekologicznej. Celem niniejszego referatu jest przedstawienie wyników badań numerycznych obejmujących szereg analiz modalnych dla modelu rzeczywistego zbiornika zlokalizowanego na terenie Polski. Badania przeprowadzone zostały w środowisku Abaqus. Celem wykonanych analiz było wyznaczenie wartości dominujących częstotliwości drgań własnych oraz odpowiadających im postaci drgań przy różnym poziomie wypełnienia substancją magazynowaną (zbiornik pusty, częściowo wypełniony oraz zbiornik całkowicie wypełniony). Wyniki badań wskazują, iż zwiększanie poziomu wypełnienia powoduje gwałtowny spadek częstotliwości drgań własnych, co może mieć istotne znaczenie dla odporności dynamicznej zbiorników poddanych wstrząsom górniczym lub wymuszeniom sejsmicznym.

EN

In technical branches, such as chemical or petroleum industries, cylindrical steel tanks are essential structures used for storage of liquid products. Therefore, their safety and reliability is essential, because any failure might have dangerous consequences, in extreme cases may even lead to an environmental disaster. The aim of the presented paper is to show the results of the modal analysis concerning the cylindrical steel tank with self-supported roof which has been constructed in northern Poland. The investigation was carried out with the use of the FEM commercial computer program Abaqus. The values of natural frequencies, as well as the natural modes, for different levels of liquid filling (empty tank, partly filled and tank fully filled) were determined in the study. The results of the study clearly indicate that the increase in the liquid level leads to the substantial decrease in the natural frequencies of the structure.

Słowa kluczowe

PL

badania numeryczne; analiza modalna; stalowy zbiornik walcowy; dach stały

EN

numerical study; modal analysis; cylindrical steel tank; self-supported roof

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 12, nr 2
• Strony: 205--212
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Burkacki D.

• Katedra Konstrukcji Metalowych i Zarządzania w Budownictwie, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska
• [e-mail]

autor

Wójcik M.

• Katedra Budownictwa i Inżynierii Materiałowej, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska

autor

Jankowski R.

• Katedra Konstrukcji Metalowych i Zarządzania w Budownictwie, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska

Bibliografia

• 1 Ziółko J. Zbiorniki metalowe na ciecze i gazy. Arkady, Warszawa, 1986.
• 2 Magnucki K. Wytrzymałość i optymalizacja zbiorników cienkościennych. PWN, Warszawa, 1998.
• 3 De Angelis M., Giannini R., Paolacci F. Experimental investigation on the seismic response of a steel liquid storage tank equipped with floating roof by shaking table tests. Earthquake Engineering and Structural Dynamics 39 (2010) 377-396.
• 4 Instrukcja ITB 364/2007: Wymagania techniczne dla obiektów budowlanych wznoszonych na terenach górniczych. Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa, 2007. 5 Kwiatek J. (red.) Ochrona obiektów budowlanych na terenach górniczych. Wydawnictwo Głównego Instytutu Górnictwa, Katowice, 1997.
• 5 Zembaty Z., Cholewicki A., Jankowski R., Szulc J. Trzęsienia ziemi 21 września 2004 r. w Polsce północno-wschodniej oraz ich wpływ na obiekty budowlane. Inżynieria i Budownictwo 1 (2005) 3-9.
• 6 Zembaty Z., Jankowski R., Cholewicki A., Szulc J. Trzęsienie ziemi 30 listopada 2004 r. na Podhalu oraz jego wpływ na obiekty budowlane. Inżynieria i Budownictwo 9 (2005) 507-511.
• 7 Tatara T. Odporność dynamiczna obiektów budowlanych w warunkach wstrząsów górniczych. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków, 2012.
• 8 Burkacki D., Jankowski R. Badania eksperymentalne parametrów dynamicznych modeli zbiorników stalowych na stole sejsmicznym. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 59 (2012) 341-348.
• 9 Burkacki D., Jankowski R. Badania eksperymentalne modelu zbiornika stalowego poddanego wstrząsom górniczym i sejsmicznym. XIII Sympozjum „Wpływy Sejsmiczne i Parasejsmiczne na Budowle” [CD-ROM], s.1-15, Kraków, 22-23 Listopad 2012.
• 10 ABAQUS/CAE version 6.11 User’s Manual. Dassault Systèmes, 2011.
• 11 Virella J.C., Prato C.A., Godoy L.A. Linear and nonlinear 2D finite elements analysis of sloshing modes and pressures in rectangular tanks subject to horizontal harmonic motions. Journal of Sound and Vibration 312 (2008) 442-460.
• 12 Virella J.C., Godoy L.A., Suárez L.E., Mander J.B. Influence of the roof on the natural periods of empty steel tanks. Engineering Structures 25 (2003) 877-887.
• 13 Chopra A.K. Dynamics of Structures: Theory and Applications to Earthquake Engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, USA, 1995.