新颖C型货物围护系统连续区域的屈服极限确定方法

本发明涉属于船用压力容器设计衡准领域，提出了一种新颖c型货物围护系统结构连续区域(远离y型接头)的屈服极限设计衡准确定方法。

背景技术：

1、新颖c型货物围护系统(双体罐、三体罐)是一种特殊的压力容器，常用于中小型液化气体运输船，其功能是运输液货天然气(lng)，处于超低温环境(常压下的沸点约为-1630c)，工作环境恶劣，需要随lng船舶一起运动，承担船舶运动加速度带来的惯性力。新颖c型围护系统的屈服强度、所受载荷、工作环境等因素都存在随机性，这些随机因素会对新颖c型围护系统结构连续区域的安全性造成影响。单纯依靠通过经验总结而来的安全系数法不能很好的保证新颖c型货物围护系统结构连续区域的安全性，消除新颖c型货物围护系统潜在的隐患和薄弱区域。

技术实现思路

1、为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种新颖c型货物围护系统连续区域的屈服极限的确定方法，建立了一种基于可靠性的新颖c型液货围护系统屈服极限状态方程和设计公式，确定了新颖c型液货围护系统结构连续区域(远离y型接头)的载荷、抗力和模型的随机性。采用可靠性的一次二阶矩方法对新颖c型货物围护系统(双体罐、三体罐)结构连续区域进行可靠性计算，确定了新颖c型货物围护系统连续区域(屈服破坏的目标可靠性。采用最小二乘法，确定了新颖c型货物围护系统的屈服极限设计衡准的最优分项系数。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种新颖c型货物围护系统连续区域的屈服极限确定方法，包括以下步骤：

4、步骤s1，建立新颖c型货物围护系统连续区域，即远离y型接头的部位的屈服极限状态方程；

5、步骤s2，确定新颖c型围护系统的模型不确定性系数、材料、环境载荷、功能(含自重)载荷概率特性；

6、步骤s3，建立新颖c型围护系统的有限元模型，采用rosenblueth法计算得到的新颖c型围护系统在连续区域的中面应力概率特性；

7、步骤s4，采用可靠度的一次二阶矩法，计算新颖c型围护系统的可靠度；

8、步骤s5，建立一个新颖独立c型液货罐连续区域屈服强度评估准则表达式；

9、步骤s6，采用最小二乘法，确定新颖c型围护系统设计公式的功能(含自重)载荷分项系数、环境载荷分项系数和连续区域屈服破坏的最优抗力系数。

10、进一步，所述步骤s1中，建立新颖c型货物围护系统结构连续区域的屈服极限状态方程：

11、

12、其中，χy,χfm,χem分别为材料屈服、功能(含自重)、环境模型不确定系数；σy,σfm,σem分别为屈服强度、功能(含自重)载荷、环境载荷导致的罐体壳单元中面合成应力。

13、再进一步，所述步骤s2中，建立新颖c型围护系统的有限元8节点壳体单元模型，采用rosenblueth法，计算罐体结构连续区域中面应力(σm)的概率特性，其中，σm为单元薄膜应力。

14、更进一步，所述步骤s3中，采用一次二阶距法对新颖c型围护系统结构连续区域进行计算，求解方程(1)的可靠度。

15、所述步骤s4中，综合实际罐体的可靠度计算结果和该系统属于由应变硬化而具有强度储备能力的延性破坏的特点，确定目标可靠度为10-3。

16、所述步骤s5中，建立一个新颖独立c型液货罐强度评估准则：

17、

18、

19、其中，γfm、γem、γrm分别为新颖c型货物围护系统在结构连续区域的功能(含自重)、环境、抗力安全分项系数；σgmk、σfmk、σemk分别为自重、功能、环境载荷在罐体连续区域壳体单元中面的应力值，γ0为重要性系数。f为许用一阶总体膜应力；re为标定的室温下屈服强度下限值，单位n/mm2；rm为标定的室温下抗拉强度下限值，单位n/mm2。

20、所述步骤s6中，采用最小二乘法，最终确定基于可靠性的新颖c型围护系统结构连续区域屈服强度设计衡准的功能(含自重)载荷分项系数为1.0、环境载荷分项系数为1.3、结构连续区域最优抗力系数1.0。

21、本发明的有益效果主要表现在：提出了一种基于可靠性的新颖c型货物围护系统设计衡准，解决了新颖c型货物围护系统结构连续区域处于复杂工作环境的安全难题，可以识别和解决新颖c型货物围护系统结构连续区域存在的问题和缺陷，降低维护和更换成本。保证了新颖c型货物围护系统的安全性，为提出符合我国标准的新颖c型货物围护系统规范奠定了基础。

技术特征：

1.一种新颖c型货物围护系统连续区域的屈服极限确定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的新颖c型货物围护系统连续区域的屈服极限确定方法，其特征在于，所述步骤s1中，建立新颖c型货物围护系统结构连续区域的屈服极限状态方程：

3.如权利要求1或2所述的新颖c型货物围护系统连续区域的屈服极限的确定方法，其特征在于，所述步骤s2中，建立新颖c型围护系统的有限元8节点壳体单元模型，采用rosenblueth法，计算罐体结构连续区域中面合成应力σm的概率特性，其中，σm为单元薄膜应力。

4.如权利要求2所述的新颖c型货物围护系统连续区域的屈服极限的确定方法，其特征在于，所述步骤s3中，采用一次二阶距法对新颖c型围护系统结构连续区域进行计算，求解方程(1)的可靠度。

5.如权利要求1或2所述的新颖c型货物围护系统连续区域的屈服极限的确定方法，其特征在于，所述步骤s4中，综合实际罐体的可靠度计算结果和该系统属于由应变硬化而具有强度储备能力的延性破坏的特点，确定目标可靠度为10-3。

6.如权利要求1或2所述的新颖c型货物围护系统连续区域的屈服极限的确定方法，其特征在于，所述步骤s5中，建立一个新颖独立c型液货罐强度评估准则：

7.如权利要求1或2所述的新颖c型货物围护系统连续区域的屈服极限的确定方法，其特征在于，所述步骤s6中，采用最小二乘法，最终确定基于可靠性的新颖c型围护系统结构连续区域屈服强度设计衡准的永久载荷分项系数为1.0、环境载荷分项系数为1.3、结构连续区域最优抗力系数1.0。

技术总结
一种新颖C型货物围护系统连续区域的屈服极限确定方法，建立新颖C型货物围护系统连续区域的屈服极限状态方程；确定新颖C型围护系统的模型不确定性系数、材料、环境载荷、功能(含自重)载荷概率特性；建立新颖C型围护系统的有限元模型，采用Rosenblueth法计算得到的新颖C型围护系统在连续区域的中面应力概率特性；采用可靠度的一次二阶矩法，计算可靠度；建立一个新颖独立C型液货罐连续区域屈服强度评估准则表达式；采用最小二乘法，确定新颖C型围护系统设计公式的功能(自重)载荷分项系数、环境载荷分项系数和连续区域屈服破坏的最优抗力系数。本发明解决了新颖C型货物围护系统结构连续区域处于复杂工作环境的安全难题。

技术研发人员：吴剑国,刘威,吴泰辉
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29