内压作用下压力容器封头局部屈曲分析

采用有限元法分析了蝶形封头压力容器在内压作用下封头过渡区局部塑性屈曲问题。通过在内压作用下周向呈受压状态的局部区域引入以静力位移为基础的初始几何缺陷,采用由位移控制的RIKS算法计算跟踪载荷—变形情况,从而分析屈曲载荷和屈曲形态。计算分析了初始缺陷的幅值对所求得的屈曲载荷的影响,结果表明对于所提出的问题,屈曲载荷对初始几何缺陷比较敏感。在屈曲发生后随着加载过程的继续,在过渡区内屈曲区将逐渐增加,即逐渐出现多处皱褶。同时分析了设置多个分布缺陷的情况,与仅有一个缺陷的情况相比,结果显示当缺陷密度不是很密时,从加载初期到初始屈曲发生后的一定范围内,屈曲发生处的变形状态在两种情况下几乎一致,表明初始屈曲非常局部化。     

屏蔽电机主泵定子屏蔽套屈曲稳定性分析

屏蔽电机主泵定子屏蔽套的结构稳定性关系到其运行的安全性,基于薄壁圆筒外压屈曲稳定性理论对定子屏蔽套的失稳临界载荷进行了分析,采用Algor有限元软件分别计算了定子屏蔽套屈曲临界载荷和极限载荷,得到了定子屏蔽套屈曲临界载荷和极限载荷随其厚度、半径、长度以及初始缺陷变化的规律,结果表明,定子屏蔽套厚度是对结构稳定性影响最大的因素。     

内压作用下发动机反向封头屈曲参数化研究

内压作用下发动机反向封头的稳定性是设计中的考虑重点.采用轴对称有限元方法对不同设计参数的等厚度和变厚度两大类反向封头进行稳定性研究,模型考虑封头开口加强环及封头与圆柱段连接处的局部加强影响.参数化研究椭球比、壁厚对封头临界屈曲载荷的影响.研究结果表明,等厚度反向封头的外形和变厚度的壁厚对结构临界屈曲载荷的影响十分敏感,在最小厚度一定的情况下,椭球比为1.413的变厚度封头是最小质量设计.另外文中给出可供工程实际设计参考的图表及曲线.     

碟形封头在外压作用下的屈曲分析

采用有限元法分析了碟形封头在外压作用下的屈曲问题。通过静力学分析观察碟形封头内部的应力分布情况以判断封头发生屈曲的位置,并使用Newton—Raphson法和弧长法对封头进行非线性屈曲分析,追踪碟形封头发生屈曲失稳前后过程,获取其典型的结构特征。最后将稳定安全系数引入到有限元分析结果的处理中,从而得到可以在工程中应用的许用外压载荷。整个分析方法和结论对碟形封头的设计和校核具有实际的工程意义。     

蒸馏塔热效应非线性屈曲行为研究

蒸馏塔为石化行业重要的分离设备,结构整体或者局部屈曲分析用以满足薄壁塔体稳定性设计需求,以蒸馏塔运行期间的热变形及热应力屈曲变化为研究对象,采用有限元分析软件ANSYS Workbench14.0,考虑了内压、外载荷及热-结构耦合作用产生的结构几何、材料非线性,分析模型采用极限载荷法,对蒸馏塔进行了热效应下的非线性稳定性设计校核,分析结果表明结构稳定性对热载荷是敏感的,进而确定了蒸馏塔失稳后的形态及其极限承载能力,该方法为蒸馏塔热-结构耦合的稳定性设计提供参考与借鉴。     

椭圆截面环形耐压壳屈曲特性研究

环形耐压壳具有较好的抗压能力和水动力特性,是深海空间站的一种优选结构。既有研究主要对圆截面环形耐压壳以及加肋圆截面环壳进行了屈曲分析,对椭圆截面环壳的研究缺乏试验支撑。为进一步探究椭圆截面环形耐压壳的屈曲特性。通过基于弧长法的非线性数值计算,分析椭圆截面长、短轴比值对环形耐压壳屈曲载荷的影响规律,优选出一组椭圆参数。采用快速成型技术制作两个树脂材料椭圆截面环形耐压壳,以及两个等体积、等质量的树脂材料圆截面环形耐压壳,进行几何测量、静水外压和数值计算。结果表明,长、短轴比值为1.27的椭圆截面环形耐压壳具有良好的抗压性能,其屈曲载荷是等效圆截面环形耐压壳的1.718倍,该研究可为深海空间站载人舱的创新设计提供参考。     

基于偶应力理论的压杆屈曲载荷的尺寸效应

许多微尺度实验证实,一些材料在微尺度下的力学性能存在尺寸效应.基于修正偶应力理论研究细长压杆屈曲载荷的尺寸效应,利用变分原理得到细长压杆屈曲的控制方程和边界条件,求解相应的屈曲边界值问题.结果表明,当细长压杆的特征尺寸与其材料本征尺度参数相当时,其屈曲载荷显著增大,表现出明显的尺寸效应;而当细长压杆的特征尺寸远大于其材料本征尺度参数时,其屈曲载荷与传统理论值基本相等,即其尺寸效应消失.     

线性缓冲材料对弹性杆动态屈曲影响的理论研究

通过分析两种不同类型载荷对带线性缓冲材料的弹性直杆的撞击,得到撞击条件下杆体屈曲发生的临界弹簧刚度。结合具体材料进行计算,分析了临界弹簧刚度与载荷作用时间、载荷幅值、缓冲材料和杆体长度的关系,以及缓冲材料位置对于杆体屈曲防护的影响等。所得结论为解决在不同冲击载荷作用下弹性直杆的动态屈曲防护问题提供了理论依据。     

正置正交加筋薄壁柱壳优化设计参数化有限元方法研究

利用有限元软件建立轴压正置正交加筋薄壁圆柱壳的参数化有限元分析模型,研究结构参数对薄壁加筋圆柱壳结构的临界载荷和屈曲模式的影响。随着蒙皮厚度的增加,结构的屈曲模式由局部屈曲逐步变化到总体屈曲,屈曲载荷上升;随着加筋厚度或宽度的增加,由总体屈曲变化到局部屈曲,屈曲载荷上升。通过等体积时的参数变化对屈曲载荷和屈曲模式的影响研究,表明在对应某体积的设计中,只有一种设计使结构屈曲载荷达到最大,而当此最大的屈曲载荷等于设计载荷时,是最轻重量的设计。在此基础上发展一种基于APDL(Ansys parametric design language)语言的薄壁加筋圆柱壳结构优化设计方法,利用该方法给出设计算例的优化结果。     

碟形封头压力容器在内压作用下的弹塑性屈曲及后屈曲行为研究

基于ABAQUS对受内压碟形封头压力容器的弹塑性屈曲及后屈曲行为进行分析.通过非对称网格剖分技术诱发结构的屈曲行为,采用Riks算法捕捉完整的屈曲及后屈曲路径,分析屈曲载荷和后屈曲形态.计算结果表明,在内压作用下碟形封头压力容器过渡区域出现波状的分叉屈曲形态,随着加载的继续,过渡段将逐渐生成肉眼可视的褶皱,进入后屈曲阶段.后屈曲路径可以分为第一阶段与第二阶段.对引入初始厚度缺陷的结果分析可知,初始缺陷厚度的布置将对后屈曲路径产生影响,并降低结构的分叉屈曲载荷.