外壓模擬計(jì)算中卷焊圓筒初始幾何形狀模型的研究.pdf

1、在承受外壓時(shí)，圓筒對(duì)制造過(guò)程中產(chǎn)生的初始幾何形狀缺陷非常敏感，較小的幾何缺陷值將引起圓筒承載能力大幅下降。失穩(wěn)失效是外壓圓筒失效形式之一，目前標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)采用安全系數(shù)考慮缺陷對(duì)圓筒失穩(wěn)的影響。隨著數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，學(xué)者們開(kāi)始采用有限元來(lái)分析圓筒失穩(wěn)問(wèn)題。模擬時(shí)，采用何種方式去描述圓筒中的初始幾何形狀缺陷，目前尚未達(dá)到統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。本文從這方面出發(fā)，基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)提出卷焊圓筒初始幾何形狀缺陷描述模型，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所得模型的正確性和合理性。

2、>　　采用激光掃描儀掃描卷焊圓筒，獲得了圓筒表面輪廓數(shù)據(jù)，采用傅里葉級(jí)數(shù)來(lái)描述圓筒的初始幾何形狀缺陷，通過(guò)提取和擬合掃描數(shù)據(jù)獲得傅里葉級(jí)數(shù)中各個(gè)系數(shù)。將擬合所得傅里葉級(jí)數(shù)描述的初始幾何形狀缺陷與掃描數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，擬合所得到的傅里葉級(jí)數(shù)能夠準(zhǔn)確反映相同或類(lèi)似制造過(guò)程卷焊圓筒的初始幾何形狀缺陷分布。
　　為驗(yàn)證傅里葉級(jí)數(shù)描述圓筒初始幾何形狀缺陷的有效性，搭建外壓實(shí)驗(yàn)裝置并對(duì)11組圓筒進(jìn)行外壓實(shí)驗(yàn)，獲得了圓筒臨界失穩(wěn)壓力、失穩(wěn)波數(shù)以及對(duì)

3、應(yīng)各個(gè)位置應(yīng)變變化情況。同時(shí)，采用ANSYS軟件進(jìn)行模擬計(jì)算。模擬計(jì)算中，采用雙線性材料模型，分別對(duì)圓筒掃描模型、傅里葉級(jí)數(shù)模型和一致缺陷模態(tài)模型進(jìn)行非線性失穩(wěn)分析。結(jié)果表明:掃描模型模擬所得臨界失穩(wěn)壓力ps和本文傅里葉級(jí)數(shù)模型模擬所得臨界失穩(wěn)壓力pfl均與實(shí)驗(yàn)值pT相吻合;而常用的一致缺陷模態(tài)模型模擬所得臨界失穩(wěn)壓力pyz普遍小于實(shí)驗(yàn)值pT。將傅里葉級(jí)數(shù)模型和掃描模型模擬所得失穩(wěn)位置與實(shí)驗(yàn)所觀察到的失穩(wěn)位置進(jìn)行對(duì)比，失穩(wěn)位置具有一定一