真空螺帶干燥機(jī)帶凸緣球冠封頭屈曲模擬分析及實驗研究.pdf

1、真空螺帶干燥機(jī)的封頭是帶有凸緣的球冠封頭，凸緣上存在傳動裝置產(chǎn)生的軸向作用力，目前的工程設(shè)計中，將其簡化為僅受外壓的球殼進(jìn)行設(shè)計計算。然而，帶有凸緣的球冠封頭與標(biāo)準(zhǔn)形狀的外壓球殼存在諸多不同，目前的工程計算方法是否合理，須進(jìn)一步研究探討，為此，本文通過對帶凸緣球冠封頭屈曲行為的實驗研究和數(shù)值模擬分析，為此類結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計提供參考。
　　本文采用模擬與實驗相結(jié)合的方法進(jìn)行研究。首先對真空螺帶干燥機(jī)帶有凸緣的球冠封頭進(jìn)行幾何縮放，制作

2、實物試樣。通過激光掃描儀掃描實物試樣，獲得初始幾何形狀。提取幾何形狀建立用于分析計算的幾何模型，采用ABAQUS軟件對其進(jìn)行屈曲分析。同時，讀入最大幾何偏差值，采用“一致缺陷模態(tài)法”建模，同樣采用 ABAQUS軟件對其進(jìn)行屈曲分析。通過實驗數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果的對比和分析表明：無論是臨界壓力的大小還是屈曲后的形狀，采用掃描模型的模擬結(jié)果與實驗結(jié)果基本一致。而采用“一致缺陷模態(tài)法”的模擬結(jié)果與實驗結(jié)果差距較大，尤其是屈曲后的形狀存在完全的不一樣

3、。
　　在掃描模型模施加軸向力，采用模擬分析，進(jìn)一步研究了軸向力對該結(jié)構(gòu)屈曲的影響。結(jié)果表明，球殼的半徑R為350mm、平行圓半徑a為210mm、球殼厚度t為1.93mm的試樣上，軸向力為1000N時，其臨界壓力的下降百分比僅為1.69％，影響較小。
　　按目前的工程設(shè)計方法將其簡化為僅受外壓球殼，采用GB150《壓力容器》標(biāo)準(zhǔn)計算得到許用外壓，結(jié)果表明，實驗值與標(biāo)準(zhǔn)所得許用外壓之比約為2.3?？梢姡茨壳肮こ毯喕椒ㄟM(jìn)行設(shè)