论载荷圆柱壳外压失稳数值计算中圆度偏差影响规律

论文导读：略高于AEⅧ-2公式法的,也有的略低于GB150所得的。在非弹性失稳阶段,模拟所得的许用外压低于AEⅧ-2公式法、EN13445规范计算结果,高于GB150规范计算结果。针对模拟计算中材料曲线的选用和几何模型的选用不足,分别对四种材料模型和四种几何进行了浅析探讨。结果表明：MPC材料模型为一种偏于安全的材料模型,而几何模型采取一
摘要：外压容器广泛的运用于各种行业,保证容器安全可靠的运转是极其重要的,使外压容器有足够的稳定性是保证其正常运转的重要条件。外压容器有着几何与材料非线性行为,使得要正确的利用论述形式或剖析解的策略来探讨外压稳定性不足变得困难。随着数值模拟技术的进步,很多学者采取有限元等数值模拟技术对外压容器稳定性行为进行浅析和探讨,几何偏差对外压圆柱壳失稳临界压力有较大的影响。为此,本论文就外压圆柱壳中圆度偏差对稳定性的影响展开了探讨。首先关注数值模拟结果与实验值、标准值之间的联系。通过ANSYS几何/材料非线性浅析技术,采取一致缺陷模态法对外压圆柱壳临界失稳压力进行模拟计算,将模拟结果与文献试验结果、GB150、AEⅧ-2及EN13445等压力容器设计标准中计算结果进行比较浅析。结果表明：若ANSYS软件中偏差系数按外压圆柱壳实际最大偏差考虑,与文献中实验值和Mises公式计算结果的材料非线性修正值相比,ANSYS的模拟结果普遍偏低。模拟值按AEⅧ-2第5章设计系数考虑后,得到许用外压力,在弹性失稳阶段时,有的略高于AEⅧ-2公式法的,也有的略低于GB150所得的。在非弹性失稳阶段,模拟所得的许用外压低于AEⅧ-2公式法、EN13445规范计算结果,高于GB150规范计算结果。针对模拟计算中材料曲线的选用和几何模型的选用不足,分别对四种材料模型和四种几何进行了浅析探讨。结果表明：MPC材料模型为一种偏于安全的材料模型,而几何模型采取一致缺陷模态法是为一种计算偏于保守的策略。同时本论文对完美圆柱壳临界载荷的80%所能承受的最大圆度偏差展开了探讨。采取一致缺陷模态法和Q345R的材料曲线(修正)。结果表明：在L/Do较小时,随着L/Do值的增大,筒体所能承受的圆度偏差值降低。在L/Do值较大的情况下,随着L/Do值的增大,筒体对圆度偏差的敏感性降低。关键词：外压圆筒论文几何偏差论文非线性浅析论文临界载荷论文
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ABSTRACT6-10
第1章 绪论10-18

1.1 论文背景10-11

1.2 国内外探讨近况11-16

1.2.1 数值计算进展近况11-12

1.2.2 板壳稳定论述进展及探讨近况12-13

1.2.3 外压圆柱壳稳定性的探讨近况13-16

1.3 本论文探讨目标及内容16-18

第2章 ANSYS模拟软件中双非线性模拟与比较18-30

2.1 ANSYS结构非线性浅析概述19-20

2.2 外压圆筒ANSYS几何/材料非线性屈曲浅析20-23

2.1 非线性屈曲浅析的一般步骤20

2.2 有限元模拟计算参数20-22

2.3 有限元单元类型22

2.4 网格制约及边界条件22-23

2.3 结果与讨论23-29

2.4 本章小结29-30

第3章 材料曲线对外压圆柱壳临界载荷模拟计算的影响30-42

3.1 常见的材料模型30-33

3.2 ANSYS非线性浅析33-39

3.

2.1 有限元模型数据来源33

3.

2.2 有限元模型非线性屈曲浅析的主要步骤33

3.

2.3 有限元模拟结果33-35

3.

2.4 结果与讨论35-39

3.3 Q345R中真实拟合曲线与MPC曲线的比较39-40

3.1 模拟数据39

3.2 失稳波数与载荷曲线39-40

3.3 模拟结果与讨论40

3.4 本章小结40-42

第4章 初始几何模型的影响42-55

4.1 几何模型42-44

4.

1.1 几何模型数据来源42

4.

1.2 几何模型构造42-44

4.2 ANSYS非线性浅析44-47
4.

2.1 有限元非线性屈曲浅析的主要步骤44

4.

2.2 单元选择44

4.

2.3 有限元材料模型44-45

4.

2.4 有限元模拟结果45-46

4.

2.5 模拟结果浅析与讨论46-47

4.3 外压圆筒失稳模型的深入浅析47-54
4.

3.1 不同缺陷偏差下的模型探讨47-50

4.

3.2 不同厚度下的模型探讨50-52

4.

3.3 不同失稳波数下的模型探讨52-54

4.4 本章小结54-55
第5章 模拟计算中初始几何偏差讨论55-65

5.1 外压壳体ANSYS非线性屈曲浅析55-56

5.

1.1 非线性屈曲浅析的步骤55

5.

1.2 模型数据55-56

5.

1.3 初始缺陷56

5.2 有限元模拟结果56-59
5.

2.1 位移-载荷曲线56-57

5.

2.2 临界失稳载荷57

5.

2.3 模拟数据浅析57-59

5.3 结果与讨论59-61

5.4 模拟结果与标准的比较61-64

5.5 本章小结64-65

第6章 结论与展望65-67

6.1 结论65-66

6.2 展望66-67

符号说明6论文导读：7-69附录A69-70附录B70-95附录C95-99附录D99-106附录E106-111参考文献111-114致谢114-115攻读学位期间参加的科研项目和成果115上一页12
7-69
附录A69-70
附录B70-95
附录C95-99
附录D99-106
附录E106-111
参考文献111-114
致谢114-115
攻读学位期间参加的科研项目和成果115