應(yīng)變強(qiáng)化壓力容器外壓屈曲研究.pdf

1、深冷容器作為低溫液化氣體的常用儲(chǔ)運(yùn)裝備，在化工、機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域已得到了廣泛應(yīng)用，需求量也不斷增長。應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)能夠減薄壁厚、降低重容比，實(shí)現(xiàn)節(jié)能省材、降耗減排的目標(biāo)，符合安全與經(jīng)濟(jì)并重、安全與資源節(jié)約并重的發(fā)展理念，已廣泛應(yīng)用于奧氏體不銹鋼應(yīng)變強(qiáng)化深冷容器的制造。
　　然而，應(yīng)變強(qiáng)化對(duì)容器外壓穩(wěn)定性的影響尚不明確。應(yīng)變強(qiáng)化技術(shù)在提高材料強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)，對(duì)外壓穩(wěn)定性的影響也可能會(huì)成為制約其輕量化效果的關(guān)鍵因素。因此，研究

2、應(yīng)變強(qiáng)化對(duì)容器外壓穩(wěn)定性的影響就顯得非常必要。
　　本文在浙江省重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)2010R50001）、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金（項(xiàng)目編號(hào)2014FZA4024）、中國博士后科學(xué)基金（項(xiàng)目編號(hào)2014M551731）等的支持下，開展應(yīng)變強(qiáng)化壓力容器的外壓屈曲研究，主要完成工作如下:
　　(1)介紹了外壓容器的設(shè)計(jì)方法，闡述了屈曲問題的通用求解策略、有限元中屈曲問題求解的基本理論以及ANSYS中常用的屈曲分

3、析方法，建立了應(yīng)變強(qiáng)化深冷容器的非線性分析模型并模擬應(yīng)變強(qiáng)化過程，通過比較數(shù)值模擬值和產(chǎn)品實(shí)測值，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性與方法的合理性，基于此模型分析了強(qiáng)化帶來的影響，確立了適用于分析應(yīng)變強(qiáng)化壓力容器外壓穩(wěn)定性的非線性屈曲分析方法。使用本文建立的模型和方法進(jìn)行了理想容器強(qiáng)化后的屈曲分析，認(rèn)為強(qiáng)化前后容器均呈現(xiàn)不穩(wěn)定的分支屈曲，有必要考慮缺陷的影響。
　　(2)對(duì)比了在無法精確獲得實(shí)際結(jié)構(gòu)真實(shí)完整的缺陷數(shù)據(jù)時(shí)考慮初始幾何缺陷的兩種常用方

4、法，選擇不圓度作為容器的初始幾何缺陷形式，并建立了含初始不圓度容器模型，應(yīng)用本文確立的應(yīng)變強(qiáng)化壓力容器外壓屈曲分析方法求解強(qiáng)化后容器的屈曲載荷，探究了應(yīng)變強(qiáng)化過程對(duì)于含初始不圓度容器不圓度以及屈曲載荷的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)化后容器外壓穩(wěn)定性增強(qiáng)，屈曲載荷有穩(wěn)定化趨勢，并從強(qiáng)化對(duì)容器屈曲類型的影響方面分析了原因。
　　(3)基于應(yīng)變強(qiáng)化對(duì)含初始不圓度容器外壓屈曲的綜合影響規(guī)律，分別分析了應(yīng)變強(qiáng)化過程的加載歷史、應(yīng)變強(qiáng)化過程中容器的變形