外压锥壳的加强圈设计

外压锥壳的加强圈设计在GB15 0— 1998中给出了一个计算当量长度的公式和图示。本文通过有限元算例 ,对GB15 0中的计算公式作了验证 ,并对设计中的使用作了详细的阐述 ,起到对GB15 0中的计算公式补充作用 ,具有一定实际应用的意义。     

外压无折边直斜锥壳容器屈曲模拟计算与研究

以受外压的无折边直斜锥壳及正锥壳为研究对象,对两种锥壳进行了外压屈曲模拟计算,得到了屈曲失稳模态,结果表明,两种锥壳由于轴对称性的差异造成了屈曲失稳模态形状完全不同,无折边直斜锥壳失稳时表现为局部失稳,正锥壳则表现为整体失稳;此外,还讨论了几何参数对屈曲失稳临界压力值可能造成的影响。结果表明,一方面,锥壳半顶角对两种锥壳的屈曲失稳临界压力值存在较大影响;另一方面,在不同的锥壳小端直径下,无折边直斜锥壳的锥壳半顶角对其屈曲失稳临界压力值的影响程度存在差异;最后,随着锥壳轴向长度的缩短,两种锥壳的屈曲失稳临界压力值先逐渐增大、后逐渐减小。     

带锥壳封头的外压圆筒计算长度的确定

从外压圆筒稳定性计算中可以看出:外压圆筒的稳定性可在相当大的范围内变动,并主要受L/D_0的影响。计算长度L系指圆筒上两相邻刚性件之间的最大距离。GB150-89《钢制压力容器》对L的取值作有具体规定。 对于法兰、加强圈等均可视为刚性件(加强圈的实有惯性矩必须满足加强圈设计要求),L     

圆柱壳外压蠕变屈曲设计

本文给出了高溫外压下有限长圆柱壳蠕变失稳的寿命解,提出了工程应用和设计方法,并计算出相应的设计图表,作为这类设备的设计参考。     

螺旋加强圈加强外压圆筒稳定性研究

利用螺旋弹簧与露露易拉罐设计制作了螺旋加强圈加强圆筒外压试件,在自行设计的外压加载实验装置上对其临界压力进行了测量。利用Ansys有限元软件对各实验模型进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,其中非线性屈曲分析结果与实验结果更为接近。利用正交设计的方法,确定了二十五组螺旋加强圈加强圆筒的结构尺寸,采用非线性屈曲分析方法,对其进行了参数化计算,并通过多元线性回归确定了临界压力与无量纲结构参数之间的关系,讨论了结构参数对临界压力的影响。对比螺旋加强圆筒与圆环加强圆筒临界压力可见,在所讨论的参数范围内,两者差异不大,相对差值小于4%。     

与圆柱壳相连接的锥壳小端应力分析与设计方法

本文对于锥壳小端与圆柱壳相连接的情况给出了薄壳理论的简单边界效应解,并利用这个解给出了锥壳半顶角α≤60°时锥角小端变径段的补强设计厚度曲线,厚度补强系数δ/δ_0取决于α与p/[σ]~tφ。对于各种不同锥顶角,不同厚度的一批算例进行有限元分析。证明这个解是可靠的。当α>45°时,锥壳小端与圆柱壳的连接部分具有较大的峰值应力,因而建议采用具有圆弧过渡段的结构型式。有限元分析表明不大的过渡圆弧使可以大大减小峰值应力,而过渡圆弧的存在对连接部位的局部薄膜应力影响不大,从而仍可以采用上述无过渡圆弧的简单边界效应解来得到厚度补强系数。本方法已为我国三部“钢制石油化工压力容器设计规定”(1982年版)及国标“钢制压力容器”所采用,取代了三部“设计規定”(1977年版)的锥壳变径段小端设计公式,从而大大减薄了设计的厚度。     

锥壳小端过渡段中圆筒加强段厚度的分析设计

通过对锥壳小端带折边结构在过渡段与圆筒体连接点的边缘效应分析,利用变形协调求出边缘应力并进行应力评定,得出当r≥0.625Di时无须对圆筒体进行加强的结论。并通过有限元实例计算对这一结论进行验证,认为如文中图2所示结构确实可行。     

正交各向异性钛制圆柱壳-锥壳结构失稳研究

针对正交各向异性钛制外压圆柱壳-锥壳结构,应用有限元非线性屈曲分析,较为系统地讨论了不同锥壳半顶角、锥形比与径厚比参数下圆柱壳-锥壳三种组合形式临界压力Pcr的变化规律。研究结果表明:对于圆柱壳-锥壳(大端)结构,当圆柱壳的长径比LT/DL达到一定值时,临界失稳压力主要取决于圆柱壳的结构参数;对于圆柱壳-锥壳(小端)结构,锥壳结构参数对总体结构失稳临界压力有一定影响;圆柱壳-锥壳(大小端)结构因其临界压力与对应的圆柱壳-锥壳(大端或小端)结构中易失稳一方几乎相同,可将其分别视为对应的圆柱壳-锥壳(大端或小端)结构进行稳定性分析。结果为正交各向异性钛制外压圆柱壳-锥壳结构设计方法提供依据。     

压力容器中锥壳-圆柱壳连接结构的分析设计方法(二)

对锥壳的设计方法中的设计准则进行了研究,提出采用保证结构有足够安全裕度的设计准则ps/p≥1. 5,并基于此制定了设计方法。弹塑性分析结果证明,所提出的设计方法和设计准则是安全合理的。     

ANSYS特征值法在计算外压圆筒弹性失稳中的应用讨论

针对弹性范围内外压圆筒,采用ANSYS软件特征值法对其进行稳定性分析,并与目前常见的理论计算公式、设计标准算图进行对比分析。结果表明:采用壳单元Shell 181,当Mx>2.83时,ANSYS软件中特征值法(LBA)所得结果与Mises公式吻合较好,且与设计标准中外压算图中的数据基本一致;弹性分析中,边界条件的设置对临界失稳压力的计算值有较大的影响,固支边界条件下的临界失稳压力计算值大于简支边界条件。     

外压圆筒加强圈设计

简要介绍了外压圆筒设计的基本理论、加强圈个数及截面尺寸的确定方法、加强圈快速计算的方法、不等壁厚外压圆筒加强圈的设计及外压圆筒的程序计算。     

单锥壳形阀压电泵阀体的设计与实验

为了更深入地了解单锥壳形阀压电泵阀体结构参数以及材料属性对泵工作输出的影响,并在此基础上探索通过改进阀体实现对泵工作输出调节的可行性,首先,对阀体受力情况进行了分析,建立了阀体的运动学模型,得到了阀体的弯曲变形量与其自身刚度、质量等参数的关系式;其次,定性分析了阀体自身刚度、质量等参数对工作频率的影响;最后,通过加工样机进行实验,实验结果证明了相关理论分析的正确性。实验中当阀体参数合适时,在工作电压为220V时,样机的工作频率为56 Hz,输出流量达190mL/min。     

轻型薄壁箱形结构耐压强度研究

本文对薄壁装配式不锈钢水箱的轻型薄壁箱形结构的耐压强度进行了试验研究,得到了在冲压前后模压板不同区域的各项力学性能指标,发现其球冠区域屈服强度增加高达42%;获取了在内压载荷下箱体各控制部位的力学响应特性,箱体各模压板块中与加强槽毗邻的球冠边缘区域的应力始终占控制地位;得到了箱体的屈曲失效模式。有限元数值模拟结果与试验数据较为吻合,可为指导和规范其设计制造提供参考。     

锥形塑杯曲面胶印机印刷差速致热对印刷精度的影响分析

论述了锥形塑杯曲面胶印机的印刷技术和印刷接触线差速热分析问题。针对锥形塑杯-圆锥鼓轮和锥形塑杯-圆柱鼓轮印刷模式，采用ANSYS热分析方法，分析了印刷橡皮布的热变形与热应力分布，提出为提高圆柱鼓轮印刷模式下的印刷精度有必要对印刷橡皮布的温度进行控制。     

自行火炮弹丸传输机械臂的动力学建模与位置控制

研究了车体振动影响下某自行火炮的弹药传输机械臂的动力学与位置控制。采用第二类拉格朗日法建立了弹药传输机械臂的动力学方程,并将方程中的车体振动项提取出来看作不确定外部扰动力。在此基础上,基于一种隐式Lyapunov函数设计了系统的位置控制器（控制器的增益是系统状态变量的可微函数）。基于牛顿迭代法与龙格库塔法求解了系统的动力学方程。结果显示,所设计的控制器有效抑制了车体振动的影响,实现了弹丸传输机械臂位置的精确控制。     

大开孔外压圆筒失稳行为的有限元分析

针对不同开孔率的大开孔外压圆筒,采用线弹性和弹塑性两种本构关系,利用特征值分析、几何和材料的双非线性分析方法对其失稳行为进行了研究。比较了开孔、接管、加强圈补强等情况下的失稳压力,给出了开孔率d／D为0．4—0．8范围内一系列开孔外压圆筒的失稳压力的计算和有限元算例的对比分析。结果表明：在开孔率0．5以内,半面积补强对外压开孔圆筒的补强是够的。     

内压圆筒厚度计算公式分析讨论

GB 150—2011中采用的是弹性失效准则,规定对设计压力p≤0.4[σ]t的内压圆筒厚度按中径公式进行设计。JB 4732—1995中规定对设计压力p≤0.4[σ]t的内压圆筒厚度按中径公式进行设计,设计压力p>0.4[σ]t时按Tresca全屈服压力进行设计。比较研究表明:基于弹性失效准则时,中径公式算出的厚度最薄;基于塑性失效准则时,中径公式算出的厚度最厚;当径比较小时,按Tresca全屈服压力和中径公式算出的内压圆筒厚度相差很小,在工程设计中,可以统一采用Tresca全屈服压力计算内压圆筒壁厚。