內(nèi)壓作用下環(huán)梁加強錐筒連接的彈塑性屈曲.pdf

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

2、性性能的非線性全過程分析.文中提出了基于若干關(guān)鍵節(jié)點的荷載一位移全過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),文中詳細考察了這些參數(shù)對錐筒連接彈塑性屈曲強度及屈曲模態(tài)的影響.研究表明,環(huán)梁加強錐筒連接的彈塑性屈曲模態(tài)可分為兩類:連接殼體較薄且圓錐比較淺(半頂角接近90°)及(或)環(huán)梁較強時的殼屈曲模態(tài)和其它情況下

3、的環(huán)梁屈曲模態(tài).通過大規(guī)模的參數(shù)分析,建立了該類連接彈塑性屈曲強度的實用計算方法:已有的鋼筒倉轉(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環(huán)梁加強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結(jié)構(gòu)的影響是不利的,但并