不同壁厚形式的储油罐自振特性分析

文献中储油罐自振特性分析所选的壁厚为底层圈板壁厚的厚度。选取这一值的计算结果与实际储油罐的计算结果的差距有多大，是否可以用底层圈板的厚度来代替整个储油罐的壁厚，本节对这两个问题进行了验证。

1、壁厚形式对高罐自振特性的影响

对2000m³罐，分别取等壁厚为7mm和实际壁厚进行计算，结果见表4-4。分析结果发现，变壁厚对空罐的影响比满罐要小。空罐时，一阶值与等比厚的差值最大为5.634%，说明对空罐低阶频率影响相对较大；在三阶之后，变壁厚储油罐n=1的梁式振型消失。充液后，变壁厚使储油罐的各阶频率降低，但是对低阶频率的影响较小。

2000m³空罐和满罐变壁厚的前三阶振型有所不同。当罐壁按照变壁厚计算时，储油罐n=1的梁式振型不规则，振型中夹杂微小变化，主要原因为：变壁厚使罐壁的圆度和连续性降低，从而引发振型间的微小振型。等壁厚情况壁厚选取的是罐体底层圈板的厚度，相比变壁厚情况其平均壁厚较厚，壁厚减薄，频率应相应的降低；变壁厚的圆度和连续性降低又使罐的自振频率增大。一阶时，罐体的圆度和连续性起主要作用，频率增大，其后壁厚的影响起主导作用，频率降低。

2、壁厚形式对矮罐自振特性的影响

对50000m³罐，分别取壁厚为32mm和变壁厚进行计算。结果表明，变壁厚对空罐一阶频率的影响较大，差值为9.284%，对其他振型影响很小。充液后，变壁厚对储油罐各阶频率的影响都很大，四阶时差值最大为39.904%，且频率降低。

50000m³空罐和满罐变壁厚的前三阶振型也有区别。空罐振型变化及产生的原因与2000m³罐类似。满罐时的振型与高罐不同，振型主要发生在罐体上部，这是变壁厚矮罐满罐时的振型特点。

3、储油罐自振特性分析的合理壁厚形式

对2000m³高罐和50000m³矮罐的分析发现：在空罐情况下，变壁厚使储油罐各阶的自振频率升高，但对各阶频率的影响不大，所以空罐的自振频率可以用等比厚代替变壁厚近似计算。满罐时，变壁厚使储油罐各阶的频率降低，并且对各阶频率的影响很大，越往高阶影响越大，这时不能用等比厚代替变壁厚进行计算。另外，壁厚形式对储油罐的各阶振型都有影响，所以壁厚形式应该按照实际壁厚模拟。