学术论文

      飞机撞击特大型 LNG 储罐全过程仿真分析

      Whole process simulation analysis of aircraft's crashing into an extra-large LNG storage tank

      摘要:
      采用数值模拟方法对飞机撞击特大型 LNG 储罐的全过程进行仿真分析。分析中采用 LS-DYNA 有限元程序,考虑罐体、储液与保温层间的相互问题,建立了 F -15战斗机的 SPH 模型,对飞机材料的选择和参数确定进行了详细分析,并以 Riera 法为依据,对 F -15战斗机 SPH 模型撞击刚体所产生的荷载进行了对比验证,对比结果证明了 SPH 模型的可靠性和实用性。分析结果表明:撞击角度越大,外罐所承受的撞击能量越大,相应的内罐破坏越小,因此垂直撞击为最不利撞击角度;撞击高度对整体工况计算结果影响不大,储罐在经受215 m/s 撞击速度撞击下均出现了严重破坏;112 m/s 撞击速度时内罐尚有安全余量,160 m/s 撞击速度时内罐撞击中心区域内材料已达到极限应变,因此可认为目前设计方法设计的储罐所能承受的最大撞击速度为160 m/s。
      Abstract:
      Whole process of aircraft's crashing into an extra-large liquefied natural gas (LNG)storage tank was simulated using a numerical method.The LS-DYNA program was used to build the SPH model of a F-15 fighter considering the interaction of tank,LNG,and insulating layer.The plane's material model and parameters were chosen and analyzed.Based on Riera method,the comparison between the crash load obtained with the numerical method and that with the theoretical method was made to prove the reliability and practicability of the SPH model of a F-15 fighter. The analysis results revealed that the impact energy absorbed by the outer tank increases with increase in impact angle,so the vertical impact is the worst impact angle;the height of the aircraft impact position affects the response of the tank little;when the aircraft impact speed is 215m /s,the tank is destroyed seriously;if the speed reduces to 160m /s,the stress of the inner tank material approaches the maximum value,so 160m /s can be taken as the maximum impact speed using the current design method.
      作者: 葛庆子 [1] 翁大根 [2] 张瑞甫 [2]
      Author: GE Qing-zi [1] WENG Da-gen [2] ZHANG Rui-fu [2]
      作者单位: 四川省建筑科学研究院,成都 610081; 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092
      刊 名: 振动与冲击 ISTICEIPKU
      年,卷(期): 2016, (4)
      分类号: TE821 TL371
      机标分类号: O38 TU3
      在线出版日期: 2016年4月14日
      基金项目: 国家自然科学基金项目(51178355);国家自然科学基金青年基金项目