凸面受压碟形封头的屈曲分析

利用有限元法和水压试验相结合的方法对凸面受压碟形封头的屈曲行为进行研究。基于ANSYS软件对凸面受压碟形封头进行了非线性有限元分析,采用特征值屈曲分析和非线性屈曲分析相结合的方法,并利用弧长法,计算出结构的临界屈曲载荷值,同时结合水压试验验证。研究结果表明,碟形封头发生了屈曲失效,发生屈曲的位置在靠近筒体纵焊缝的碟形封头上,并且水压试验的结果验证了有限元分析的可行性。屈曲分析的结果对碟形封头的优化设计具有指导意义。     

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.     

组合载荷作用下碟形封头的稳定性分析

对于受外压和局部载荷联合作用下的压力容器封头稳定性设计问题,以低温液化气体储罐的外筒体为例,采用有限元方法,对受外压及支座反力作用的碟形封头进行了线性和非线性稳定性分析,计算了封头的临界失稳外压和临界失稳轴向力并考察了支座垫板的作用。结果发现对于常见的3支座或4支座,支座的存在对封头的临界失稳外压几乎没有影响;封头因外压发生失稳和因轴向支座反力发生失稳是互相独立的;支座上有无垫板对封头的临界失稳外压影响不大,但垫板能够提高封头的临界失稳轴向力。此外,为便于工程设计,给出了不同直径和厚度的碟形封头临界失稳支座反力。     

内压标准椭圆封头弹塑性屈曲分析及失效载荷研究

采用有限元弹塑性屈曲分析,考虑椭圆封头的最大形状偏差并在过渡区施加局部厚度减薄缺陷,针对不同材料和厚径比δ_e/D_i,较为系统地讨论了内压标准椭圆封头结构屈曲载荷P_(cr)与极限载荷P_L的变化规律。研究结果表明,厚径比小于某临界值时,屈曲载荷低于极限载荷,分析模型发生屈曲破坏;厚径比大于某临界值时,屈曲载荷高于极限载荷,分析模型发生强度破坏。不同材料分析模型厚径比临界值存在一定差异,对高强钢13MnNiMoR材料而言,GB 150—2011标准防止标准椭圆封头内压弹性屈曲失效的厚径比规定偏于冒进。本文结果可为内压薄壁标准椭圆封头设计准则提供指导。     

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。     

碟形封头与筒体连接结构的极限载荷分析

对某内压作用下薄壁容器的碟形封头与筒体连接结构进行了非线性有限元分析,采用了Newton-Raphson算法,得出了最危险点的载荷-位移曲线,进而通过两倍弹性斜率法得到了该结构的极限载荷值。采用正交设计法,研究了封头的壁厚、筒体的壁厚及封头的转角半径对连接结构极限载荷的影响。研究结果表明结构的最大应力位于碟形封头过渡区,对极限载荷的影响由大到小依次为封头壁厚、筒体壁厚以及封头的转角半径,为今后进一步的优化设计提供了依据。     

旋压碟形封头的应用和几何尺寸的选择

1 前言碟形封头采用旋压加工效益明显,目前,国内设计的压力容器多采用椭圆封头,其中以标准椭圆封头(h_i=0.25D_j)最多。根据旋压成形原理,不可能旋压椭圆封头,而实际是旋压碟形封头。碟形封头的推广应用涉及两个方面:一是采用碟形封头代替椭圆封头使用,另一是选定较优的碟形封头几何尺寸参数,并尽快建立旋压碟形封头标准,规定尺寸系列,供设计者直接选用。     

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.     

旋压碟形封头的应用和几何尺寸的选择

本文通过碟形封头与椭圆封头的壁厚、客积和材料消耗的对比,提供封头代用和选择较优碟形封头几何尺寸参数的依据。     

碟形封头与椭圆形封头形状差的探讨

目前,压力容器在设计上多采用椭圆形封头。随着旋庄设备及技术的引进和发展。旋压封头——碟形封头在压力容器上的应用日益增多。无论是原有设计的修改或新的设计采用旋压技术制造的碟形封头,都要求解决和确定碟形封头参数与其形状的关系及与椭圆封头相比较的形状差、碟形封头与椭圆封头等高的条件,两种封头最大形状差的量值及位置,可能达到的最小形状差及其条件等等一系列问题。     

椭圆度对外压圆筒体屈曲临界载荷影响的初步分析

工程结构屈曲的有限元分析方法通常包括特征值分析、几何非线性分析和几何／材料双非线性分析三种方法。本文通过算例分析和对比，认为双非线性分析法可得出更合理的结果。系列计算表明，外压圆筒体屈曲临界压力值会随简体椭圆度的增加而明显降低。     

挥氨塔改造中薄壁椭圆封头的加强及其外压稳定性分析

为了提高薄壁椭圆封头的抗外压失稳能力,在椭圆封头外壁增设了环向及经向加强筋。利用有限元法对结构进行了特征值屈曲分析,并对加强筋的合理配置进行了探讨。参照ASMEB＆PV Ⅷ-2（2010）对加强结构的稳定性进行评价,保证了结构安全可靠。     

Buckling analysis of filament-wound thick composite cylinder under hydrostatic pressure

Underwater vehicles that operate in deep waters require a pressure hull to maintain the sufficient strength and stiffness against external hydrostatic pressure. We investigated the validity of the finite element method (FEM) that is applied to a buckling analysis of the filament-wound composite cylinder, subjected to an external hydrostatic pressure. Two methods were suggested for the buckling analysis of a filament-wound thick composite cylinder under hydrostatic pressure: using the equivalent properties of the composite, and using stacking sequence. The hydrostatic pressure test was conducted to verify the FEA. Test results were compared with the previous results obtained by FEM on the buckling of a filament-wound composite cylinder under hydrostatic pressure. FEM analysis results were in good agreement with the test results. The difference between FEM results and the test results was approximately 1∼5%.     

GB 150-1998、ASME Ⅷ-1和EN 13445标准中内压下凸形封头厚度计算的比较

GB 150—1998中给出了受内压（凹面受压）凸形封头的计算公式,同时规定了封头的有效厚度最小值,ASME UG-32篇中给出了受内压（凹面受压）凸形封头的计算公式,并规定了公式使用的范围,超出范围的情况下,按照强制性附录1补充设计公式中的相关公式计算,而EN 13445中给出了三组厚度计算公式,取其中大者。三种压力容器规范计算方法上的处理有着明显的区别。     

UFPP特殊结构应力分析

UFPP是一种结构特殊的夹套容器,由于该设备操作工况所承受的载荷复杂,现有标准计算结果不能准确地反映这些特殊结构的应力。介绍了利用ANSYS软件对这些部位进行应力分析和外压稳定性分析全过程,通过分析计算,明确了不同工况下这些特殊结构部位的应力分布与变形趋势;运用特征值和非线性屈曲分析,得到上端内壳和夹套外压临界压力,为类似产品的设计提供参考借鉴。     

基于ANSYS的外压容器稳定性分析

利用有限元软件ANSYS对外压容器进行特征值、非线性屈曲分析,求出特征值和非线性失稳临界载荷,给出关于外压容器稳定性的分析结论,为提高外压容器安全性和结构设计合理性提供依据。     

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。     

壳体屈曲分析中关于能力减弱系数的剖析

工程中通常采用有限元中的线性屈曲方法和非线性屈曲方法来求解壳体的屈曲载荷。对于复杂结构(如钢安全壳),若直接采用非线性屈曲方法求解,除计算工作量大外,还不容易得到符合实际要求的临界载荷。因此,工程中常通过线弹性方法来获得符合实际要求的临界载荷。介绍了壳体屈曲的线弹性理论解,然后利用ANSYS软件求解圆柱壳受轴向和侧向外压的屈曲载荷,并与理论解进行了对比;最后通过对比前人的试验结果与线弹性理论得到的上临界值来剖析"能力减弱系数"的含义和合理性。结果表明:采用线弹性方法来求解壳体屈曲问题是可行的,但必须进一步考虑"能力减弱系数"、"安全系数"和"塑性折减系数"后才能得到工程上所需的临界屈曲载荷值。     

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。