复合载荷圆柱壳径向接管极限载荷参数化分析

采用正交试验设计方法,设计了48组不同几何参数的带径向接管圆柱壳模型,利用有限元分析软件ANSYS对模型进行模拟计算,求得模型在内压与接管纵向弯矩联合作用下的极限载荷,由回归分析法得到复合载荷作用下圆柱壳接管结构极限载荷关系的经验方程。采用有限元计算结果对经验方程进行验证和应用,证明了回归方程和研究方法是可靠的,可用于求解内压与接管纵向弯矩联合作用下圆柱壳接管结构的极限承载能力,为快速求解载荷联合作用下圆柱壳接管结构的极限承载能力提供了研究方向。     

轴向载荷作用下油管接口螺纹的受力分析

由于油管受轴向载荷的作用,其连接螺纹处的受力非常不均匀,导致了油管接口的承载力下降。针对油管中存在的轴向载荷的情况,建立了油管接口螺纹的力学模型,并对油管螺纹的受力情况进行了有限元分析,研究了油管螺纹在轴向载荷作用下,螺纹牙的应力分布规律。研究结果表明:各螺纹牙的受力分布很不均匀,两端螺纹牙受到的应力最大,因此,首先发生强度破坏部位是两端的螺纹牙,在进行油管检测时应着重检测接口两端的螺纹牙。     

复合材料开缝柱壳压缩屈曲分析与试验

通过试验测量了复合材料开缝柱壳在轴压作用下的屈曲性能,得到其发生屈曲的临界载荷和后屈曲之后的破坏载荷。建立了开缝柱壳的有限元模型,利用Hashin失效准则和特征值法分别进行静强度分析和线性屈曲分析。将有限元一阶屈曲载荷与试验屈曲载荷和静强度破坏载荷对比,有限元结果和试验结果吻合较好。试验表明,开缝柱壳在加载过程中经历了线弹性压缩、线性屈曲、后屈曲3个阶段,最终结构发生屈曲破坏。开缝周围最先发生变形,整个结构屈曲变形较复杂。结构在线性屈曲以后仍能继续承载,发生了后屈曲。研究结果表明,保持缝的长度不变,屈曲载荷随缝的宽度的增加而减小,保持缝的长和宽不变,柱壳长度改变对结构刚度几乎没有影响,增大45°铺层角度也会降低开缝柱壳的屈曲载荷。     

垂直井眼中扭压载荷作用下管柱轴向稳定性分析

文章讨论了管柱垂直井眼中,考虑轴向压缩载荷、扭矩、管柱内外压力、摩擦力共同作用下的屈曲分析问题。运用能量法及变分原理得到了新的高阶非线性微分方程。同时能量法求解了考虑扭矩作用下管柱的临界载荷问题,推导出了新的临界载荷表达式,讨论了扭矩作用下对管柱临界载荷的影响。     

接管上外载荷引起的应力集中系数

在压力容器的设计中,不仅需要考虑由于结构的连续性被破坏而引起孔附近的应力集中,通常还需要考虑由管道通过接管而施加于容器上的外载荷,这些载荷会在容器与接管连接的局部区域产生高应力,从而有可能使得该区域的强度不够面使容器失效。本文讨论了压力容器开孔可引起的应力、由外载荷引起的应力集中系数曲线及其应用举例。     

基于ANSYS费托合成反应器热处理的有限元分析

费托合成反应器是煤制油单体系统的核心关键设备,其制造程序相当复杂,其技术含量和安全系数都要求很高。整体进炉进行焊后热处理时,由于其直径大、壁厚,接管繁多,其应力集中部位长期在载荷应力,热应力交汇的应力集中区工作,所以该部位是设计与制造的关键部位。本文利用ANSYS软件分析产品承受的机械应力与热应力进行模拟,并提出预防损害的措施,对反应器卧式热处理过程中风险环节管控提供理论依据。     

复合载荷下圆柱壳径向接管结构强度性能数值研究

采用有限元数值研究的方法,对4台具有不同开孔率的带径向接管圆柱壳容器在内压与接管弯矩联合作用下开孔接管区强度性能进行了分析,探讨了内压与接管弯矩联合作用下圆柱壳径向接管结构开孔接管区的弹性应力分布、变形规律和塑性极限载荷关系等。结果表明:对于内压作用下的圆柱壳径向接管结构,联合作用相同大小的接管弯矩时,横向弯矩产生的最大应力增加较纵向弯矩产生的最大应力增加显著,横向弯矩对内压圆柱壳径向接管结构更危险;相同的内压增量在开孔接管区纵向截面产生的最大弹性应力增加较横向截面最大弹性应力增加显著;联合作用一定量的内压能够缓解接管弯矩作用下圆柱壳径向接管结构的变形;内压的联合作用将降低圆柱壳径向接管结构的纵向极限弯矩,联合作用较小的内压能够增加圆柱壳径向接管结构的横向极限弯矩,但影响不显著。     

轴对称载荷圆柱壳解的研究

在求解出受轴对称载荷的圆柱壳的边缘解与薄膜解之后,对解的特性以及实际应用中需注意的问题进行了探讨;给出了方便工程应用的求解边缘变形的方法和公式;为深入理解薄膜解的含义,对薄膜解的求解是根据载荷的特点采用简捷方法进行的。     

基于薄板小挠度理论计算复合材料矩形薄壁管局部屈曲载荷

提出一种复合材料矩形薄壁管轴压局部屈曲载荷的计算方法。将轴压载荷作用下的复合材料矩形薄壁管的壁板视为单向受压各向异性板,在其平衡微分方程的解中引入弹性嵌固系数,得到了复合材料矩形薄壁管局部屈曲载荷的解析式。与文献中的试验数据和本文的有限元结果进行了对比,验证了计算模型的正确性。通过对4种铺层复合材料矩形薄壁管等效刚度系数进行定量计算分析了计算模型的适用范围。结合复合材料杆件欧拉屈曲载荷的计算公式,得出了综合考虑整体失稳和局部失稳的屈曲载荷的计算公式。研究发现在铺层参数不变时,存在区分发生局部屈曲和欧拉屈曲的临界长宽比。     

水泥机械设备制造中的焊接变形及处理

１．前言 在焊接的过程中，由于焊接热源于母体上进行局部且不均匀的急速加热与冷却，使得焊道附近的熔填金属与母材产生热应变，由于热应变再产生热应力，此不均匀的热应力便是焊接变形的主要原因。由此可知，焊接变形是由于在焊接的过程中，不均匀的温度分布所产生热胀与冷缩之结果而造成的。焊接变形的存在，将会影响焊接结构的组装。精度、性质（如强度）、及性能（如可靠性与稳定性）等。水泥机械设备属于大型机械设备，在采用焊接时，如机座、盘、筒体之类的构件、焊后会产生较大的焊接变形。为此本文对有关焊接变形问题进行系统探讨…     

芯材增强对夹层圆柱壳屈曲性能的影响

应用有限元软件ANSYS,将表层和芯层的增强材料与芯材分开,采用8节点SOLID45实体单元,对增强型夹层圆柱壳建立物理模型,计算结构弹性屈曲的临界载荷。分析树脂量对提高点阵式及齿槽式增强圆柱壳轴向稳定性的作用,考察树脂材性、尺寸及分布等参数对屈曲载荷的影响,并将2种增强方式进行对比。结果显示:树脂柱以及树脂齿槽均可提高圆柱壳的抗屈曲性能,其中树脂材性对圆柱壳屈曲载荷的影响有限,而树脂柱和齿槽的疏密程度对圆柱壳的轴向承载能力有着明显的改进作用。总体上,齿槽式的增强效果比点阵式增强效果要好。     

穿孔与热辐射耦合作用下固定拱顶钢储罐的失效机理

为获得大型钢制储罐在碎片冲击和池火热辐射耦合作用下的失效机理,采用Abaqus建立了高速碎片穿孔和热辐射耦合作用下固定拱顶钢储罐失效分析的有限元模型,分析了储罐在高速碎片冲击作用下的动力响应和穿孔储罐在热辐射作用下的热屈曲响应,研究了储罐壁面的应力变化过程。结果表明,在热辐射单一作用下,储罐由罐壁-罐顶连接处开始发生热屈曲,并出现褶皱变形;在高速碎片冲击与热辐射耦合作用下,高速碎片冲击导致储罐产生穿孔,储罐从穿孔两侧开始发生热屈曲,而且,穿孔导致塑性变形区及其附近区域产生应力集中,与未受冲击的储罐相比,穿孔储罐的罐壁处于更高的应力水平,更容易发生失稳。因此,穿孔储罐的抗火性能降低,热屈曲模式也发生改变。     

有限长圆柱壳外压蠕变屈曲解

本文通过构造m波力学模型,以材料发生稳态蠕变为分析基础,求得有限长与无限长圆柱壳外压蠕变屈曲的统一解。并得到实验结果较好的验证。本文还分析了圆柱壳外压蠕变屈曲的特性和影响因素,指出圓柱壳截面初始偏差的大小和形状均对屈曲寿命有较大影响。     

圆柱壳开孔接管外压失稳临界压力参数化分析

外压圆柱壳开孔接管是工程中常用结构之一,研究失稳临界压力可为其结构设计提供依据。本文针对4个无量纲参数:筒体外径与有效壁厚的比值、筒体长径比、开孔率及接管与壳体有效厚度比,探究外压圆柱壳开孔接管结构失稳临界压力。运用正交试验设计方法,组合出49组不同参数的模型,采用特征值分析、几何和材料双非线性分析方法得到各分析模型的临界压力,并分析各因素对临界压力的影响。研究结果可为外压圆柱壳开孔接管结构设计提供借鉴。     

压力容器设计方法的进步

介绍了力学促进压力容器设计方法进步的两个范例:其一是国标《管壳式换热器》(GB 151)中的管板设计方法,其二是在内压与接管外载作用下的圆柱壳大开孔接管分析设计方法。这两个国际压力容器界曾经公认的难题得以在我国领先解决,得益于力学与工程的密切结合。文章还对我国压力容器设计工作的进一步发展提出了三点看法。指出:提高我国压力容器设计规范的技术水平是提高我国压力容器行业国际竞争力的重要环节,而开展标准的基础技术研究是解决标准水平偏低的治本之策;应当以学习、研究但不迷信的科学态度对待国外标准规范;压力容器设计规范的自主创新必须依靠理论、实验与工程的结合。     

基于ANSYS/LS-DYNA对薄壁壳屈曲分析

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,通过实体建模对薄壁壳进行仿真计算.借助ANSYS/LSDYNA程序从网格密度、材料属性、单元类型、接触类型、沙漏控制等五个方面,讨论了薄壁壳在轴向冲击力作用下的屈曲变化情况,并得到了钢管不同时刻的变形情况、应力分布情况、应变分布情况.结果表明,采用该软件模拟薄壁壳屈曲分析是...     

Dynamic strength of cylindrical fiberglass shells under multiple explosive loading

We have shown experimentally that, for cylindrical shells made of oriented fiberglass plastic, there exists a critical level of deformations at which the structure sustains a given number of explosions from the inside. The magnitude of the critical deformation depends linearly on the logarithm of the number of loads that cause failure. For a given type of fiberglass, there is a limiting level of explosive action at which the number of loads that do not lead to failure can be rather large (over ∼10²). This level is attained under loads that are an order of magnitude lower than the limiting loads under a single explosive action. Institute of Experimental Physics, Sarov 607200. Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 33, No. 6, pp. 102–107, November–December, 1997.     

压力容器稳定性分析

对于受外压的容器,除了圆筒、球壳、锥壳和有限定的开孔外,其他的很多形状以及不均匀的载荷等都无法按照现有的标准规范进行稳定性校核。通过分析结果的对比,确定了基于有限元屈曲分析为基础的压力容器稳定性分析方法和评判准则。     

复合材料加筋壳稳定性研究

本文根据复合材料加筋壳的材料特性,获得了环肋、纵筋、斜筋和三角形网格加筋壳的广义刚度系数,从而将圆柱壳与加筋壳恶性循环 问题统一起来,并利用Donell壳体理论,推导了在外压作用下,复合材料加筋圆柱壳总体失稳的临界压力公式,可供有关工程设计师参考。     

异形截面容器的应力修正

根据板壳理论的计算结果 ,将有限长椭圆截面容器端盖的加强作用对危险点弯曲应力的影响程度表示成应力修正系数γ ,并将γ与壳体形状尺寸的关系回归成函数表达式 ,以便于工程应用。