储罐作为一种典型的薄壳结构,广泛应用于工农业生产中,例如石油、液化天然气、粮食、水泥等各类气液体和固体的储存。其中,立式钢储罐是常见的储罐形式之一。立式钢储罐除受到普通静动荷载外还会受到一些偶然撞击或爆炸荷载,如落石或者汽车的意外撞击、质量和速度均很大的导弹撞击、储罐爆炸产生的冲击波和碎片的冲击等。这些作用对储罐的破坏往往十分显著,所以研究大型钢储罐在遭受撞击和爆炸荷载下的动力响应具有实际的工程价值。本文利用霍普金森杆装置对立式钢储罐的缩尺模型进行了实验,将实验结果以及文献的实验结果与数值模拟的结果相比较,验证了数值模拟储罐碰撞过程的可靠性。建立大型立式钢储罐的有限元模型,对储罐在刚性圆柱体撞击作用下的动力响应及破坏模式进行讨论。分析刚性圆柱体撞击储罐的过程和机理并得到最终的储罐典型变形模态和塑性应变分布,以及罐壁最大残余位移随撞击物的冲量、储罐径厚比和高径比等参数的变化趋势。在分析撞击物质量和速度影响的基础上得到储罐失效模式变化规律。储罐还有可能受到相邻储罐的爆炸碎片撞击,爆炸碎片的产生符合一定的随机规律,根据这些规律可以确定碎片的初始飞行速度,并通过求解平衡方程得到碎片的飞行轨迹,从而获得碎片撞击储罐时的速度和角度。讨论碎片以不同的竖向撞击角度、水平撞击角度和绕自身转动角度分别撞击罐壁顶部和中部时储罐的动力响应。储罐结构可能遭到危害最大的偶然荷载当属爆炸荷载,爆炸荷载是一种峰值大而持时短的荷载,对储罐结构的破坏作用很大。采用简化冲击波荷载和TNT当量法对储罐在相邻储罐爆炸荷载作用下的过程进行数值模拟,分析了储罐在单点爆炸、两点同时爆炸和两点相继爆炸时的冲击波荷载作用下的动力响应,并通过充液、改变储罐外地面条件以及设置防爆带等方法探讨减小储罐爆炸响应的有效措施。