內(nèi)壓作用下環(huán)梁加強(qiáng)錐筒連接的彈塑性屈曲.pdf

1、圓柱殼與圓錐殼的連接簡(jiǎn)稱(chēng)錐筒連接,常見(jiàn)于壓力容器和管道結(jié)構(gòu).內(nèi)壓作用下該類(lèi)連接承受很大的周向壓力,通常在連接處設(shè)置一道環(huán)梁進(jìn)行加強(qiáng).環(huán)梁加強(qiáng)錐筒連接的破壞模式包括彈性屈曲、塑性屈曲和塑性破壞.本文通過(guò)有限元方法對(duì)這類(lèi)連接的彈塑性屈曲行為及實(shí)用計(jì)算方法進(jìn)行系統(tǒng)研究. 利用通用有限元軟件ANSYS,建立了環(huán)梁加強(qiáng)錐筒連接的合理計(jì)算模型.整體模型的特征值屈曲分析用于計(jì)算線性屈曲強(qiáng)度和屈曲模態(tài),半波扇形模型則用于同時(shí)考慮大變形、材料彈塑

2、性性能的非線性全過(guò)程分析.文中提出了基于若干關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的荷載一位移全過(guò)程曲線的彈塑性分枝屈曲荷載確定方法. 系統(tǒng)考察了內(nèi)壓作用下環(huán)梁加強(qiáng)錐筒連接的彈塑性屈曲行為,殼體徑厚比、圓錐半頂角和環(huán)梁寬厚比是影響錐筒連接屈曲行為的重要參數(shù),文中詳細(xì)考察了這些參數(shù)對(duì)錐筒連接彈塑性屈曲強(qiáng)度及屈曲模態(tài)的影響.研究表明,環(huán)梁加強(qiáng)錐筒連接的彈塑性屈曲模態(tài)可分為兩類(lèi):連接殼體較薄且圓錐比較淺(半頂角接近90°)及(或)環(huán)梁較強(qiáng)時(shí)的殼屈曲模態(tài)和其它情況下

3、的環(huán)梁屈曲模態(tài).通過(guò)大規(guī)模的參數(shù)分析,建立了該類(lèi)連接彈塑性屈曲強(qiáng)度的實(shí)用計(jì)算方法:已有的鋼筒倉(cāng)轉(zhuǎn)折環(huán)梁塑性屈曲近似公式適用于環(huán)梁屈曲模態(tài),對(duì)殼屈曲模態(tài)則建立了基于有效截面法概念的新的近似公式. 文中還考察了不均勻厚度連接以及初始幾何缺陷對(duì)環(huán)梁加強(qiáng)錐筒連接彈塑性屈曲性能的影響.不均勻厚度連接情況下,隨著環(huán)梁厚度的增加,屈曲強(qiáng)度提高,屈曲模態(tài)由殼屈曲模態(tài)向環(huán)梁屈曲模態(tài)轉(zhuǎn)變.以特征值屈曲模態(tài)分布的初始幾何缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)的影響是不利的,但并