基于蒙特卡罗法的立式圆柱形储罐壳体屈曲失效机制

来源：中国安全科学学报杂志2025年第2期北京时间：

作者：潘科, 牛颖承

单位：1 大连交通大学 安全工程系,辽宁 大连 116028；2 北京交通大学 交通运输学院 北京 100044

摘要：为了降低飓风作用下沿海地区石油化工储罐的失效风险,基于强度-应力干涉理论,建立立式圆柱形储罐在风载荷作用下的静态失效模型,通过某原油储罐实例确定其屈曲失效的临界风速,并针对风速等参数不同随机分布情况,应用蒙特卡罗法进一步绘制壳体屈曲失效概率曲线,探究其静态条件下的屈曲失效机制,并确定不同装量水平下的失效概率。结果表明:针对立式圆柱形储罐,在相同风载荷作用下,装量水平为25%、50%、75%时,导致储罐壳体屈曲失效的临界风速分别为60.67、65.38、69.79 m/s;根据屈曲失效概率曲线,储罐装量水平对储罐抵抗风载荷的影响较大,装量水平为25%的失效概率远大于装量水平为50%的失效概率。因此,立式圆柱形储罐壳体屈曲失效机制为:装量水平过低,在风载荷作用下易导致储罐发生壳体屈曲失效,装量水平越高立式圆柱形储罐可抵抗风载荷的能力越强。沿海等化工企业可以采取适当增加装量水平等保护措施以抵抗强风载荷。

关键词：蒙特卡罗法,风载荷,立式圆柱形储罐,储罐壳体,屈曲失效,临界风速

基金资助：中国职业安全健康协会创新项目(CXCY-2021-18)