應變強化壓力容器外壓屈曲研究.pdf

1、深冷容器作為低溫液化氣體的常用儲運裝備，在化工、機械、航空航天等領域已得到了廣泛應用，需求量也不斷增長。應變強化技術能夠減薄壁厚、降低重容比，實現(xiàn)節(jié)能省材、降耗減排的目標，符合安全與經(jīng)濟并重、安全與資源節(jié)約并重的發(fā)展理念，已廣泛應用于奧氏體不銹鋼應變強化深冷容器的制造。
　　然而，應變強化對容器外壓穩(wěn)定性的影響尚不明確。應變強化技術在提高材料強度實現(xiàn)輕量化的同時，對外壓穩(wěn)定性的影響也可能會成為制約其輕量化效果的關鍵因素。因此，研究

2、應變強化對容器外壓穩(wěn)定性的影響就顯得非常必要。
　　本文在浙江省重點科技創(chuàng)新團隊項目（項目編號2010R50001）、中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金（項目編號2014FZA4024）、中國博士后科學基金（項目編號2014M551731）等的支持下，開展應變強化壓力容器的外壓屈曲研究，主要完成工作如下:
　　(1)介紹了外壓容器的設計方法，闡述了屈曲問題的通用求解策略、有限元中屈曲問題求解的基本理論以及ANSYS中常用的屈曲分

3、析方法，建立了應變強化深冷容器的非線性分析模型并模擬應變強化過程，通過比較數(shù)值模擬值和產(chǎn)品實測值，驗證了模型的準確性與方法的合理性，基于此模型分析了強化帶來的影響，確立了適用于分析應變強化壓力容器外壓穩(wěn)定性的非線性屈曲分析方法。使用本文建立的模型和方法進行了理想容器強化后的屈曲分析，認為強化前后容器均呈現(xiàn)不穩(wěn)定的分支屈曲，有必要考慮缺陷的影響。
　　(2)對比了在無法精確獲得實際結構真實完整的缺陷數(shù)據(jù)時考慮初始幾何缺陷的兩種常用方

4、法，選擇不圓度作為容器的初始幾何缺陷形式，并建立了含初始不圓度容器模型，應用本文確立的應變強化壓力容器外壓屈曲分析方法求解強化后容器的屈曲載荷，探究了應變強化過程對于含初始不圓度容器不圓度以及屈曲載荷的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了強化后容器外壓穩(wěn)定性增強，屈曲載荷有穩(wěn)定化趨勢，并從強化對容器屈曲類型的影響方面分析了原因。
　　(3)基于應變強化對含初始不圓度容器外壓屈曲的綜合影響規(guī)律，分別分析了應變強化過程的加載歷史、應變強化過程中容器的變形