多层外压圆筒的稳定性试验研究

为探讨壁厚由两层和两层以上构成的多层圆筒的径向外压作用下，其失稳时的临界压力大小和变形规律。我们对1～6层的多层圆筒进行了外压稳定性试验研究。     

带纵向加强筋外压圆筒的稳定性研究

本文研究表明,当相邻筋间中心角小于其原始失稳波中心角时,带纵向加强筋外压圆筒的稳定性会有显著提高;文中所推荐的带纵向筋外压圆筒的临界压力计算式,其计算结果与实测值吻合良好。     

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     

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。     

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%。     

RCC-M外压圆筒计算公式讨论

着重讨论法国RCC-M(2007版)标准中有关外压圆筒的计算公式,并通过算例与德国的KTA 3201.2核承压设备标准、美国2010版民用压力容器标准ASMEⅧ-2和欧洲EN 13445-3标准的计算结果进行对比分析,指出RCC-M(2007版)与这两个标准之间存在的异同,为同行在今后的设计工作中提供参考。     

外压薄壁圆筒弱加强结构及其临界压力的计算

因结构原因,部分外压薄壁圆筒的加强圈尺寸受限,虽能在一定程度上对外压圆筒起到加强作用,但加强效果与大加强圈相比会有明显的差异。对一系列带加强圈的外压薄壁圆筒进行了特征值屈曲分析,表明加强圈尺寸不同时外压圆筒会有两种不同的失稳形态。加强圈尺寸足够大时,筒体失稳而加强圈不失稳,失稳波形数大于3,结构的临界压力与加强圈尺寸无关,应称之为强加强结构,加强圈为大加强圈;而加强圈尺寸较小时,加强圈与筒体同时失稳,失稳波形数随加强圈尺寸的增大会由3变为2,结构的临界压力与加强圈尺寸有关,加强圈尺寸越大,临界压力越高,应称之为弱加强结构,加强圈为小加强圈。通过参数化计算,确定了外压薄壁圆筒强、弱加强结构的分界线。对于弱加强结构确定了三波失稳与两波失稳的分界线,给出了弱加强结构三波及两波失稳的临界压力计算经验公式。与HG/T20582-2011近似计算方法给出的许用外压力相比,方法给出的结果约大100%~450%,更有利于实现结构的轻量化设计。     

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。     

正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力研究

针对正交各向异性与各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力差异,对不同卷板方式下正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力开展研究,给出了各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力与不同卷板方式下正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力,当失稳波数变化时,正交各向异性外压与各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力比发生突变,不同卷板方式下正交各向异性外压薄壁圆筒临界失稳压力有限元结果大于各向同性外压薄壁圆筒临界失稳压力有限元或标准结果,正交各向异性临界失稳压力解析解不适合第二种卷板方式。     

阀体内压圆筒壁厚计算式的探讨

根据不同的强度理论和设计准则,分析了国内外相关标准规定的各种内压圆筒壁厚计算式的推导过程。通过对比和误差分析,对某些计算式的适用性提出质疑,建议制定与国际接轨且符合国情的阀门壳体设计强度方法系列标准。     

外压模拟计算中圆筒初始几何偏差描述方法的研究

在圆筒外压模拟计算中,初始几何偏差施加方式的不同对模拟计算结果影响较大。就"一致缺陷模态法"和傅里叶级数两种初始几何偏差的描述方法进行简述。根据5组初始几何偏差实测数据,取周向波数l=2~8和初始相位角ф12~ф18,提出一种描述卷焊圆筒初始几何偏差的傅里叶级数简化方法。根据文献提供的42组圆筒基本尺寸、最大初始几何偏差值、材料的弹性模量和屈服强度,分别采用"简化傅里叶级数法"和"一致缺陷模态法"施加初始几何偏差,并进行双非线性屈曲模拟分析,模拟中材料本构关系为双线性材料模型。将两种初始几何偏差施加方法模拟所得的临界失稳压力值与文献中的试验值进行对比讨论,结果表明,按"一致缺陷模态法"模拟所得结果普遍小于文献中的试验值,而按"简化傅里叶级数法"模拟所得结果则与文献中的试验值吻合较好。由此表明简化傅里叶级数能够较为合适地描述卷焊圆筒的初始几何偏差分布。     

接管纵向弯矩下带补强圈容器结构的极限分析

极限分析更能反应结构的性能,进一步发挥材料的潜能,利用试验研究和有限元模拟两种方法分别对3台具有不同d／D比的带补强圈圆柱形容器在接管纵向弯矩作用下进行了极限分析,分析比较了不同求解方法时该结构极限载荷的大小和变化。研究结果表明,在极限分析过程中,可直接用载荷－位移法来确定其极限载荷,且用有限元分析方法代替昂贵的试验研究是一种可行的方法。     

压力容器圆筒大开孔补强计算方法

对美国ASME大开孔补强计算方法进行了分析,用有限元法对圆筒大开孔计算截面的应力进行了考证,发现除了ASME给出的、绕圆筒母线的弯矩外还存在一个数值相当的、绕接管母线的弯矩,补充建立了补强环在环平面内弯曲的计算模型,提出一种新的圆柱壳开孔补强的工程计算方法。     

不同边界条件下旋转薄壁短圆柱壳的强迫振动响应计算

为计算不同边界条件下旋转薄壁短圆柱壳的强迫振动响应特性,在总结前人所提出的两端简支边界条件下旋转有限长圆柱壳自由振动和谐波激励响应计算方法基础上,基于梁函数法,在位移函数的轴向引入含有不同边界条件特征的模态函数,从而得以求解。基于Love壳体理论,利用Harnilton原理建立了旋转薄壁短圆柱壳的振动微分方程,并利用Galerkin法进行离散简化为常微分方程。以简谐激励为例给出了一种以广义坐标形式表示的响应求解方法,由此求解出不同边界约束的旋转薄壁短圆柱壳的响应问题。通过试验对所提出响应计算方法的正确性进行了验证。     

球形封头外压失稳计算方法评述

介绍球形封头在外压下的失稳计算，应用小变形理论、能量分析法和大变形理论公式所计算的结果与实际结果相比较，探讨失稳安全系数的基准。     

负压或真空条件下Ω形波纹管的计算研究

Ω形波纹管通常用于高压场合,但在许多实际应用中需要Ω形波纹管按多工况设计,既要承受较高的内压,又要承受负压或真空。EJMA标准提供了Ω形波纹管承受内压时的计算方法,但该标准明确说明受负压的Ω形波纹管不包含在标准中。目前国际上的其他波纹管膨胀节的设计标准和规范也均未涉及受负压的Ω形波纹管的计算。对此进行了分析研究并对部分结果通过有限元分析进行验证,提出了受负压或真空的Ω形波纹管的推荐计算方法。     

内压作用下圆柱壳开孔接管的分析设计方法

对于带径向接管的圆柱形压力容器,提出了一种以薄壳理论为基础的应力分析方法。与前人采用各种简化理论解不同,该方法基于精确的圆柱壳Morley方程解以及两圆柱壳交贯线处精确的边界条件,从而提高了解的精度,其适用范围扩大至开孔率0.93。一系列密网格三维有限元解验证了解的可靠性。本文根据作者所提出的理论解给出了圆柱壳大开孔补强的分析设计方法,分析表明：在大开孔情况下等面积补强法没有足够的安全裕度。     

外界压力对反气泡稳定性的影响机理研究

反气泡对于揭示液压及流体机械介质空化机理具有重要意义。实验证明反气泡的稳定性受到外界压力的影响。该文通过研究均布载荷平板狭缝流,理论上解释外界压力对反气泡稳定性的影响机理,并通过实验进一步解释外界压力变化时气膜内的动态过程。     

外圆磨削中形状误差的程序补偿技术

从理论上分析了杆件在径向磨削力的作用下产生的变形,并通过磨削实验验证了这种现象的普遍存在。该变形造成工件中间直径大于两端,严重影响工件的直线度和圆柱度。针对这种腰鼓变形,提出在数控磨床上,利用程序补偿技术进行插补补偿,通过试验表明程序补偿能有效提高了工件的形状精度。