本文關(guān)鍵詞：帶加強(qiáng)圈外壓圓筒的穩(wěn)定性模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：加強(qiáng)圈可顯著提高外壓容器的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,從而提高外壓容器的承載能力,減小容器壁厚。就帶加強(qiáng)圈外壓圓筒的設(shè)計(jì),我國(guó)壓力容器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB150-2011《壓力容器》和JB4732-1995《鋼制壓力容器—分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》只給出一種加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)方法(即大加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)方法),而現(xiàn)行的ASME VIII-2《壓力容器建造另一規(guī)則》和EN13445《非直接接觸火焰壓力容器》則給出了大、小加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)方法。采用大、小加強(qiáng)圈的組合可以降低小加強(qiáng)圈間中斷尺寸,進(jìn)一步減輕結(jié)構(gòu)重量,比我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)�，F(xiàn)行ASME VIII-2《壓力容器建造另一規(guī)則》、API BULLETIN 2U《圓柱殼穩(wěn)定設(shè)計(jì)公報(bào)》以及EN13445《非直接接觸火焰壓力容器》中,對(duì)帶加強(qiáng)圈外壓圓筒的設(shè)計(jì)思路有所不同,它們的安全裕度(實(shí)際臨界壓力與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到的最大許用壓力的比值)也各不相同,本文分析了這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法的異同點(diǎn),并與文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)值對(duì)比,計(jì)算分析了各標(biāo)準(zhǔn)的安全裕度。結(jié)果表明:EN13445的安全裕度平均值最小,ASME VIII-2的安全裕度平均值次之,API BULLETIN 2U的安全裕度平均值最大。就帶加強(qiáng)圈外壓圓筒,數(shù)值模擬分析是近年來出現(xiàn)的新的設(shè)計(jì)方法。本文引入簡(jiǎn)化傅里葉級(jí)數(shù)法來描述圓筒初始幾何偏差,采用雙非線性模擬。模擬結(jié)果表明:簡(jiǎn)化傅里葉級(jí)數(shù)法模擬得到的臨界壓力與文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)值吻合,它們比值的平均值為1.080。而采用ANSYS軟件自帶的一致缺陷模態(tài)法,其模擬的得到的臨界壓力與實(shí)驗(yàn)值比值的平均值為0.714�？梢�,本文引入的簡(jiǎn)化傅里葉級(jí)數(shù)法是一種較為準(zhǔn)確的方法。實(shí)際工程中,存在不等距小加強(qiáng)圈和多級(jí)加強(qiáng)圈情況,這些情況的設(shè)計(jì)方法在標(biāo)準(zhǔn)中欠明確。為此,針對(duì)不等距小加強(qiáng)圈問題,本文討論了在小加強(qiáng)圈間筒體壁厚相等時(shí),加強(qiáng)圈尺寸不同的情況,給出了公式設(shè)計(jì)方法,并用有限元模擬進(jìn)行論證。針對(duì)多級(jí)加強(qiáng)圈問題,本文給出了三級(jí)(大中小)加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)方法,在兩級(jí)(大小)加強(qiáng)圈基礎(chǔ)上,再增加一級(jí)加強(qiáng)圈,能減小加強(qiáng)圈間筒體長(zhǎng)度,從而顯著提高筒體臨界失穩(wěn)壓力。通過與簡(jiǎn)化傅里葉級(jí)數(shù)法模擬對(duì)比可知,三級(jí)加強(qiáng)圈所預(yù)計(jì)的失穩(wěn)形式與模擬結(jié)果一致,具有足夠的安全裕度。
【關(guān)鍵詞】：加強(qiáng)圈 外壓穩(wěn)定 雙非線性 三級(jí)加強(qiáng)圈 不等距加強(qiáng)圈
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH49
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 論文背景10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 帶加強(qiáng)圈外壓圓筒穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.2 帶加強(qiáng)圈外壓圓筒設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本論文研究目標(biāo)及內(nèi)容18-19
• 第2章 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)計(jì)方法的比較和安全裕度分析19-35
• 2.1 各標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法介紹19-25
• 2.1.1 兩加強(qiáng)圈間筒體失穩(wěn)計(jì)算方法19-22
• 2.1.2 小加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)計(jì)算方法22-24
• 2.1.3 大加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)計(jì)算方法24-25
• 2.2 設(shè)計(jì)方法異同點(diǎn)比較分析25-26
• 2.3 安全裕度的分析26-34
• 2.3.1 計(jì)算算例30-31
• 2.3.2 計(jì)算結(jié)果及討論31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 帶加強(qiáng)圈外壓圓筒非線性模擬分析35-43
• 3.1 ANSYS雙非線性模擬方法35-39
• 3.1.1 有限元模型36-37
• 3.1.2 初始幾何模型及求解步驟37-39
• 3.2 ANSYS有限元模擬結(jié)果討論39-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第4章 不等距小加強(qiáng)圈的模擬與分析43-51
• 4.1 不等距小加強(qiáng)圈情況分析43-44
• 4.2 不等距加強(qiáng)圈計(jì)算方法44-45
• 4.3 不等距加強(qiáng)圈算例45-47
• 4.4 有限元模擬47-48
• 4.4.1 有限元模型及求解步驟47-48
• 4.4.2 有限元模擬結(jié)果48
• 4.5 結(jié)果討論48-50
• 4.6 本章小結(jié)50-51
• 第5章 三級(jí)加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)計(jì)算方法構(gòu)想及模擬分析51-64
• 5.1 API BULLETIN 2U標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)思路51-52
• 5.2 三級(jí)加強(qiáng)圈計(jì)算方法構(gòu)想52-57
• 5.2.1 預(yù)測(cè)筒體失穩(wěn)應(yīng)力52-54
• 5.2.2 塑性修正系數(shù)54
• 5.2.3 加強(qiáng)圈尺寸規(guī)定54-55
• 5.2.4 許用應(yīng)力55
• 5.2.5 實(shí)際應(yīng)力計(jì)算55-57
• 5.3 三級(jí)加強(qiáng)圈計(jì)算算例57-60
• 5.4 有限元模擬分析60-61
• 5.5 結(jié)果討論61-62
• 5.6 本章小結(jié)62-64
• 第6章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64-65
• 6.2 展望65-66
• 符號(hào)說明66-68
• 附錄A68-69
• 附錄B69-82
• 附錄C82-91
• 附錄D91-99
• 參考文獻(xiàn)99-102
• 致謝102-103
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果103

【相似文獻(xiàn)】

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