在我国,成品油料的运输目前以铁路车载油罐运输为主。以往对车载液体容器的计算仅仅局限于结构静力学的研究和分析。伴随着近几年来火车的大提速,车载容器将会受到更强烈的动载荷作用,晃动液体与结构的耦合振动将是一个非常重要的问题,液固耦合系统振动一方面可能会导致系统的动力不稳定,另一方面容器中液体的大幅晃动会对容器产生显著的附加动压力,以至于造成结构破坏,因此有必要对这一类问题进行详细分析。本文即选用常用的圆柱型油罐车,以有限元软件ANSYS为工具,对充液储油罐的液固耦合问题进行计算与分析。 本文的主要工作为: 1、讨论了液固耦合问题在几个重要领域的研究方法和近期的一些研究成果,对有待于进一步研究的问题及其发展前景,做了分析和预测; 2、建立起卧式储油罐液固耦合系统的力学模型,得到卧式储油罐的有限元方程、固有频率及主振型的理论表达式; 3、考虑卧式储油罐内储液量的不同,分别对贮液比h=0,0.5,0.75,1的卧式储油罐进行静力学分析; 4、在考虑液固耦合作用的情况下对贮液比h=0,0.5,0.75,1的卧式储油罐进行模态分析,得到其固有频率,并绘出了振型图; 5、计算由于车辆的运行而使储油罐受到脉冲激励及谐波激励作用下,储油罐的响应。 本文从卧式储油罐液固耦合下的静动态力学性能,激励下的响应等方面综合进行了分析研究,得到在液固耦合作用下充液储油罐的静力学和动力学规律,为车载卧式储油罐及时发现事故隐患,延长寿命,提高安全性,避免或减少经济损失,以及为设计、生产新型车载液体容器提供相关数据和理论依据。