球罐静强度可靠性设计分析
Reliability analysis and design criteria for static strength of spherical tanks
- 机械强度 2026年48卷第3期 页码：29-36
- 作者机构：
1.湖北轻工职业技术学院 机电工程学院，武汉 430070
2.武汉软件工程职业学院 机械工程学院，武汉 430205
- 作者简介：
刘岑，女，1989年生，湖北武汉人，硕士，讲师；主要研究方向为机械智能制造等；E-mail：3464543760@qq.com。
杨帆（通信作者），男，1989年生，湖北武汉人，硕士，讲师，工程师；主要研究方向为机械智能建造等；E-mail：15172540623@qq.com。
- 基金信息：湖北省教育厅科研项目(B2022557);武汉市知识创新专项曙光计划项目(2022010801020439)
DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2026.03.004
中图分类号： TH49;TQ051.3收稿：2024-06-26，
修回：2024-07-30，
纸质出版：2026-03-15
- 稿件说明：
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刘岑，杨帆，吴森林，等. 球罐静强度可靠性设计分析［J］. 机械强度，2026，48（3）：29-36.
LIU Cen，YANG Fan，WU Senlin，et al. Reliability analysis and design criteria for static strength of spherical tanks［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（3）：29-36.
刘岑，杨帆，吴森林，等. 球罐静强度可靠性设计分析［J］. 机械强度，2026，48（3）：29-36. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.03.004.
LIU Cen，YANG Fan，WU Senlin，et al. Reliability analysis and design criteria for static strength of spherical tanks［J］. Journal of Mechanical Strength，2026，48（3）：29-36. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2026.03.004.
摘要
目的
2
针对钢制球罐在静强度与载荷分布参数呈现区间值特征时的设计难题，建立了一套基于概率与非概率理论相结合的球罐静强度可靠性设计准则。
方法
2
首先，引入集合理论，建立了强度分布参数为区间值时的可靠性指标模型；其次，系统分析了极高要求及一般要求下的液压试验、气压试验、气-液组合试验及正常运行等不同工况；最后，依据中径公式推导了屈服强度与爆破强度的可靠性指标、应力限制系数及安全系数。
结果
2
确定了在各试验与运行工况下满足可靠性要求的屈服及爆破强度系数取值范围，并给出了相应的工况系数。研究成果为球罐静强度设计提供了定量的可靠性参考方案，提高了设计的安全性与合理性。
Abstract
Objective
2
To address the reliability design challenges of steel spherical tanks when static strength and load distribution parameters are interval values
a set of reliability design criteria for spherical tanks based on the combination of probabilistic and non-probabilistic theories was established.
Methods
2
Firstly
by introducing set theory
a reliability index model was established when the strength distribution parameters were interval values. Then
various conditions
including hydraulic
gas pressure
and gas-liquid combination tests under both extreme and general requirements
as well as normal operation
were systematically analyzed. Finally
the reliable indicators
stress limiting coefficients and safety factors for yield and burst strength were derived based on the median diameter formula.
Results
2
The range of values for yield and burst strength coefficients that meet reliability requirements under various test and operational conditions are determined
and corresponding condition factors are given. The research results offer a quantitative reliability reference scheme for the static strength design of spherical tanks
enhancing the safety and rationality of the design.
关键词
Keywords
references
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