帶加強圈外壓圓筒的穩(wěn)定性模擬研究.pdf

1、加強圈可顯著提高外壓容器的強度、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。就帶加強圈外壓圓筒的設計，我國壓力容器設計標準GB150-2011《壓力容器》和JB4732-1995《鋼制壓力容器—分析設計標準》只給出一種加強圈的設計方法（即大加強圈的設計方法），而現(xiàn)行的ASMEⅧ-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、小加強圈的設計方法。采用大、小加強圈的組合可以降低小加強圈間中斷尺寸

2、，進一步減輕結(jié)構(gòu)重量，比我國標準先進。
　　現(xiàn)行ASMEⅧ-2《壓力容器建造另一規(guī)則》、API BULLETIN2U《圓柱殼穩(wěn)定設計公報》以及EN13445《非直接接觸火焰壓力容器》中，對帶加強圈外壓圓筒的設計思路有所不同，它們的安全裕度（實際臨界壓力與標準計算得到的最大許用壓力的比值）也各不相同，本文分析了這些標準設計方法的異同點，并與文獻中實驗值對比，計算分析了各標準的安全裕度。結(jié)果表明:EN13445的安全裕度平均值最小，A

3、SMEⅧ-2的安全裕度平均值次之，API BULLETIN2U的安全裕度平均值最大。
　　就帶加強圈外壓圓筒，數(shù)值模擬分析是近年來出現(xiàn)的新的設計方法。本文引入簡化傅里葉級數(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:簡化傅里葉級數(shù)法模擬得到的臨界壓力與文獻實驗值吻合，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驗值比值的平均值為0.714?？梢姡疚囊氲暮喕道?/p>

4、葉級數(shù)法是一種較為準確的方法。
　　實際工程中，存在不等距小加強圈和多級加強圈情況，這些情況的設計方法在標準中欠明確。為此，針對不等距小加強圈問題，本文討論了在小加強圈間筒體壁厚相等時，加強圈尺寸不同的情況，給出了公式設計方法，并用有限元模擬進行論證。針對多級加強圈問題，本文給出了三級（大中小）加強圈的設計方法，在兩級（大?。┘訌娙A上，再增加一級加強圈，能減小加強圈間簡體長度，從而顯著提高簡體臨界失穩(wěn)壓力。通過與簡化傅里葉級數(shù)