Nghiên cứu sự làm việc của bể chứa chất lỏng chịu tác dụng của tải trọng nổ

Bài viết "Nghiên cứu sự làm việc của bể chứa chất lỏng chịu tác dụng của tải trọng nổ" trình bày phương pháp tính toán và mô phỏng kết cấu bể chứa chất lỏng chịu tác dụng của sóng nổ bằng phần mềm Abaqus. Thông qua các thử nghiệm số nghiên cứu ảnh hưởng của các phương pháp xác định tải trọng, ảnh hưởng của sóng bề mặt và chiều cao mực chất lỏng đến kết quả tính toán kết cấu bể chứa chất lỏng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sự làm việc của bể chứa chất lỏng chịu tác dụng của tải trọng nổ w w w.t apchi x a y dun g .v n nNgày nhận bài: 08/12/2022 nNgày sửa bài: 10/01/2023 nNgày chấp nhận đăng: 10/02/2023 Nghiên cứu sự làm việc của bể chứa chất lỏng chịu tác dụng của tải trọng nổ Studying the working of liquid storage tanks under the effect of explosive loads. > PGS.TS VŨ NGỌC QUANG1, THS THÂN THẾ HÙNG2, TS VŨ NGỌC ANH1 THS NGUYỄN HỮU HÀ1 1 Học viện Kỹ thuật quân sự 2 Cục Kế hoạch Đầu tư, Bộ Quốc phòng TÓM TẮT: ABSTRACT: Trong quá trình khai thác và sử dụng các bể chứa thường phải During the exploitation and use of the storage tanks, they are often chịu tác dụng của các loại tải trọng động như động đất, nổ. Việc subjected to dynamic loads such as earthquakes and explosions. The thiết kế xây dựng các công trình đặc thù như bể chứa chất lỏng design and construction of specific works such as liquid storage chịu các tác dụng đặc biệt (động đất, nổ) với độ chính xác và tanks subject to special effects (earthquakes, explosions) with high an toàn cao đã lôi cuốn sự quan tâm của các nhà khoa học. Tuy accuracy and safety has attracted the attention of scientists. nhiên, tính toán tải trọng nổ và thử nghiệm khả năng chịu tác However, the calculation of the explosive load and the ability to dụng của tải trọng sóng nổ đối với bể chứa chất lỏng là vấn đề withstand the bursting wave load for the liquid tank is complicated phức tạp. Vì vậy việc nghiên cứu tính toán, mô phỏng tác dụng and expensive. Therefore, the study, calculation and simulation of the của tải trọng nổ lên bể chứa chất lỏng là vấn đề thiết thực, cần effect of explosive loads on the liquid tank is a practical issue that được xem xét, điều này sẽ giúp giảm chi phí thử nghiệm cũng needs to be considered, which will help reduce the cost of testing as như thiệt hại về người và của. well as damage to people and property. Bài báo trình bày phương pháp tính toán và mô phỏng kết cấu bể This paper presents a method of calculating and simulating the chứa chất lỏng chịu tác dụng của sóng nổ bằng phần mềm Abaqus. structure of a liquid storage tank under the impact of explosive Thông qua các thử nghiệm số nghiên cứu ảnh hưởng của các waves using Abaqus software. Through numerical tests, the phương pháp xác định tải trọng, ảnh hưởng của sóng bề mặt và influence of load determination methods, the influence of surface chiều cao mực chất lỏng đến kết quả tính toán kết cấu bể chứa waves and liquid level height on the calculation results of the chất lỏng. liquid storage tank structure has been studied. Từ khóa: Bể nước độc lập; tải trọng nổ; mô phỏng bằng Abaqus; Keywords: Independent water tank; explosive load; simulation by phương pháp phần tử hữu hạn. Abaqus; finite element method. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ miền chất lỏng và phương pháp PTHH cho miền kết cấu đã phân Bài toán tương tác nền đất - kết cấu bể chứa - chất lỏng đã tích động lực học bể chứa chất lỏng hình chữ nhật có kể đến sóng được đề cập bởi nhiều tác giả, thông qua việc ứng dụng phương bề mặt. H. Mirzabozorg (2012), sử dụng phương pháp PTHH để mô pháp phần tử hữu hạn. Trong các nghiên cứu được công bố gần phỏng sóng hai chiều trong bể chứa chữ nhật. đây [1][2][3][4][5][6] các tác giả chủ yếu sử dụng mô phỏng phần Gần đây các nhà nghiên cứu đã bắt đầu khảo sát bài toán sóng tử hữu hạn ba chiều (3D) của bể chứa, trong đó khảo sát các tỷ lệ bề mặt có biên độ lớn. Do sóng này có tính phi tuyến nên ở đây hình dáng khác nhau của bể, tỷ lệ phần trăm nước được chứa các phương pháp số là công cụ hiệu quả để giải bài toán trên. trong bể, độ dày thành bể, điều kiện biên ở đáy bể và độ lớn tải nổ. Bài toán tương tác chất lỏng - kết cấu có kể đến ảnh hưởng của Công cụ chủ yếu là phần mềm Abaqus. sóng trên bề mặt tự do cũng được khảo sát bởi Zienkiewicz (2000) Tại Việt Nam, tác giả Lương Sĩ Hoàng [7], đã nghiên cứu tính bằng phương pháp PTHH. toán động lực học bể chứa chất lỏng chịu tác dụng của sóng nổ, Trong bài báo, nhóm tác giả sử dụng phần mềm ABAQUS để trong đó hướng đi sâu là mô hình tính toán có kể đến sự tương tác nghiên cứu tính toán bể nước bằng BTCT khi chịu tải trọng nổ. đầy đủ giữa các thành phần trong hệ nền đất - kết cấu bể chứa - chất lỏng, tải trọng động là loại sóng nổ, kết cấu bể chứa gồm cả 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH BỂ CHỨA CHẤT LỎNG CHỊU TÁC đặt nổi và đặt ngầm trong đất. DỤNG CỦA TẢI TRỌNG NỔ Koh và cộng sự (1998), kết hợp phương pháp phần tử biên cho Khảo sát bể chứa chất lỏng chịu tác dụng của tải trọng động ISSN 2734-9888 03.2023 143 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC bất kỳ (hình 1). Bài toán sẽ được giải theo quan điểm tương tác chiều cao mực nước trong bể thay đổi. động lực học giữa 2 miền: miền kết cấu bể chứa và miền chất lỏng. Một số thông số cơ bản: Để giải bài toán đặt ra thừa nhận các giả thiết sau đây: Mô hình tính hệ bể chứa - chất lỏng - Chất lỏng lý tưởng (không nhớt, không xoáy), nén được, mật - Bể chứa sử dụng ...