真空螺带干燥机带凸缘球冠封头屈曲模拟分析及实验研究

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1、（全日制专业硕士）硕士学位论文论文题目：真空螺带干燥机带凸缘球冠封头屈曲模拟分析及实验研究作者姓名张烁指导教师陈冰冰韩树新学科专业动力工程所在学院机械工程学院提交日期2015年11月浙江工业大学硕士学位论文真空螺带干燥机带凸缘球冠封头屈曲模拟分析及实验研究作者姓名：张烁指导教师：陈冰冰、韩树新浙江工业大学机械工程学院2015年11月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterBucklingSimulationAndExperimentstudyOnSphericalHeads

2、WithAPadFlangeOfTheVacuumHelicalRibbonDryerCandidate:ZhangShuoAdvisor:ChenBingbing,HanShuxinCollegeofMechanicalEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyNov2015浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。

3、对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在______年解密后适用本授权书。2．不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日浙江工业大学硕士学位论文真空螺

4、带干燥机带凸缘球冠封头屈曲模拟分析及实验研究摘要真空螺带干燥机的封头是带有凸缘的球冠封头，凸缘上存在传动装置产生的轴向作用力，目前的工程设计中，将其简化为仅受外压的球壳进行设计计算。然而，带有凸缘的球冠封头与标准形状的外压球壳存在诸多不同，目前的工程计算方法是否合理，须进一步研究探讨，为此，本文通过对带凸缘球冠封头屈曲行为的实验研究和数值模拟分析，为此类结构的工程设计提供参考。本文采用模拟与实验相结合的方法进行研究。首先对真空螺带干燥机带有凸缘的球冠封头进行几何缩放，制作实物试样。通过激光扫描仪扫描实物试样，获得初始几何形状。提取几何形状建立用于分析计算的几何模型，采用ABAQ

5、US软件对其进行屈曲分析。同时，读入最大几何偏差值，采用“一致缺陷模态法”建模，同样采用ABAQUS软件对其进行屈曲分析。通过实验数据与模拟结果的对比和分析表明：无论是临界压力的大小还是屈曲后的形状，采用扫描模型的模拟结果与实验结果基本一致。而采用“一致缺陷模态法”的模拟结果与实验结果差距较大，尤其是屈曲后的形状存在完全的不一样。在扫描模型模施加轴向力，采用模拟分析，进一步研究了轴向力对该结构屈曲的影响。结果表明，球壳的半径R为350mm、平行圆半径a为210mm、球壳厚度t为1.93mm的试样上，轴向力为1000N时，其临界压力的下降百分比仅为1.69%，影响较小。按目前的工

6、程设计方法将其简化为仅受外压球壳，采用GB150《压力容器》标准计算得到许用外压，结果表明，实验值与标准所得许用外压之比约为2.3。可见，按目前工程简化方法进行设计，尚有一定的安全裕量。关键词：球冠封头，屈曲，形状缺陷，真空，凸缘IABSTRACTBUCKLINGSIMULATIONANDEXPERIMENTSTUDYONSPHERICALHEADSWITHAPADFLANGEOFTHEVACUUMHELICALRIBBONDRYERABSTRACTAsphericalheadwithapadflangeisusedonthevacuumhelicalribbondryer.T

7、heaxialforcesbroughtbytransmissionisappliedtothepadflange.Inthecurrentstatus,wesimplycalculatethisheadwithapadflangeassphericalshell.However,therearemanydifferencesbetweensphericalheadwithapadflangeandsphericalshellsufferedbyexternalpressure.So,the