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                    研究薄壁容器外壓失穩的進展流程

                    發布時間:2019/4/27 瀏覽次數:

                    薄壁容器具有重量輕、容積大、承壓能力高等特點,越來越多的應用于化工、石油、航空、航天、海洋等領域,但由于壁厚薄,加工難度大,加工的一致性和材料的性能對其結構性能影響很大,因此,薄壁壓力容器的穩定性問題已經受到越來越多科研工作者和工程師的關注,近年來也出現了大量關于薄壁容器失穩問題的研究成果。

                    受加工能力和材料、結構性能的限制,常見的薄壁壓力容器主要有球殼和圓柱殼。圓柱殼又根據封頭形式不同分為橢球封頭容器、碟形封頭容器等。在圓柱殼基礎上,目前還出現了用于深海作業的多平面柱殼結構。

                    近年來,部分學者針對圓柱殼、球殼、碟形封頭、橢球形封頭進行了大量的理論、仿真和試驗研究,并對相關設計標準進行了分析和比較,得出了一些具有參考價值的結論,方便在不同情況下使用。本文從標準、理論分析和仿真分析等方面進行了梳理,希望為薄壁壓力容器的設計和使用提供一些借鑒和幫助。

                    所謂外壓容器,主要包括兩類:一類是容器外表面承受壓力高于內表面,如深海操作設備,帶有夾套、隔膜的設備等;另一類是外表面承受大氣壓,而內部需要真空操作的設備。

                    從使用角度來說,只有承受外壓的容器才存在失穩現象。薄壁容器在受到外壓時,殼體有兩種可能的失效形式,一種是因剛度不足,發生失穩破壞,另一種是因強度不足,發生壓縮屈曲失效,一般徑厚比不小于某一特定值(工程上通常取20)時,受橫向外壓的薄壁圓筒,周向失穩總是發生在強度失效之前,所以穩定性計算是外壓薄壁容器所考慮的首要問題。外壓容器穩定性對幾何缺陷比較敏感,實際臨界失穩載荷往往遠小于理論結果,結構在遠低于材料屈服強度的情況下發生失穩。對于受內腔約束的薄圓柱殼,其與一般殼體屈曲有本質不同,無論圓柱殼長短,其屈曲載荷基本相同。

                    薄壁容器

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