半球封头圆柱壳结构的塑性极限载荷分析

《半球封头圆柱壳结构的塑性极限载荷分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TK单位代码10618密级公开学号2120043007硕士学位论文半球封头圆柱壳结构的塑性极限载荷分析研究生姓名：周小玲导师姓名及职称：钟厉（教授）申请学位类别工学硕士学位授予单位重庆交通大学一级学科名称机械工程论文提交日期2015年4月27日二级学科名称机械设计及理论论文答辩日期2015年5月31日2015年6月1日AnalysisofplasticlimitloadforhemisphericalheadcylindricalshellADissertationSubmittedfor

2、theDegreeofMasterCandidate：ZhouXiaolingSupervisor：ZhongLiChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,ChinaII重庆交通大学学位论文原创性声明，独立进行研究，是本人郑重声明：所呈交的学位论文本人在导师的指导下工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人出重要贡献的个人和集体’巧集体已经发表或撰写过的作品成果。对本义的研巧做均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声

3、明的法律结果由本人承担。＇：月曰‘、心曰期女年学位论文作者签名：＾／重庆交通大学学位徐文版巧使用授权书本学位论文作者完全有关保留、使用学位论文的规定，同意学保了解学校＾。留并向国家有关部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口本人授权重庆交通大学可将本学位论文的全部巧容编入有关数据库进行检索，击巧段保存和汇编本学位论文。同时授权中科、缩印＾扫描等复可（＾１采用影印＾位论文收录到》，并进行信学技术信息研巧所将本人学《中国学位论文全文数据库息服务（包括

4、但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等）＇同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。若指导教师签名学位论文作者签名；曰期年《月／曰曰期：州女年ｔ月Ｉ曰■■■眶■■圓■麵■■■■■■■■■■＊■■■■■■—擊■■■■■—■■■■■？■？＞＊■■■■？■？瞧■■■ＣＮＫＩ系列本人中国学术期刊（光盘版）电子杂志社同意将本学位论文提交至《中国优秀博硕±学位论文全文数据库出版章程》规定数据库中全文发布，并按享受相关权益。‘＂＇＇＾、指导教师签名学位论文作者签名：）

5、％．／曰期：焊《月）曰日曰期；＞＾七年ｔ月摘要压力容器是在国民经济中具有重要应用价值的设备，广泛应用于石油化工、能源工业、科研与军工等行业，其工作介质一般具有高温、高压、腐蚀性强等特点，其设计制造的不合理易导致爆炸、燃烧、起火等危及人民生命、物质财产安全及环境污染的事故。世界各国都对压力容器的设计制造过程予以高度重视。随着有限元分析法和计算机技术的快速发展，针对压力容器常规设计方法存在的盲目性和应力分类法存在的高成本与不确定性等问题，出现了以塑性分析为基础的极限载荷分析法。极限载荷分析与美

6、国ASME标准中的弹塑性分析在分析思路上是一致的，只是极限载荷分析的数值模型对真实情况作了一定的简化，弹塑性分析相对来说更加符合实际情况，但是它的计算分析成本也更高，最重要的是，目前各种材料考虑应变强化效应的真实应力―应变数据还很欠缺。所以现阶段对极限载荷分析法(不考虑材料硬化效应)的广泛应用是当务之急。半球封头圆柱壳结构是压力容器行业中的典型结构，将极限载荷分析法应用在其设计当中对推动压力容器行业设计方法的更新与进步具有重要意义。本文将采用大型非线性分析软件ABAQUS对半球封头圆柱壳结构采用

7、有限元数值模拟技术研究结构参数对其在内压作用下的极限载荷的影响规律以及该结构在极限状态下的失效形式。主要结论如下：（1）球壳结构与圆柱壳结构在同样条件下的承载能力是不同的，且球壳结构的承载能力相对较大；（2）半球封头圆柱壳结构在极限载荷下有三种失效模式，一是球壳结构的承载能力相对较大时，由筒体的膨胀变形而导致的结构破坏；二是当圆柱筒体的承载能力较大时，由球壳部分膨胀变形而导致结构的破坏；三是当球壳与圆柱壳承载能力相当时，球壳与圆柱壳同时出现球壳的膨胀变形和圆柱筒体的轴向拉伸变形导致结构的破坏。（

8、3）该结构的结构参数当中，壳体半径是最主要因素，壳体厚度次之，壳体长度是次要因素；结构的极限载荷随着圆柱壳体半径增加单调递减；随着圆柱壳体厚度增加单调递增；随着圆柱壳体长度增加变化不明显。（4）设计了研究球壳与柱壳最佳厚度比（使两者承载能力相当）的方案，找到最佳厚度比，并进行验证，证明了它的有效性。（5）对半球封头圆柱壳结构中封头与筒体不同的不等厚连接形式进行了有限元极限载荷分析，发现连接形式对极限载荷的影响微乎其微，可以忽略。（6）拟合半球封头圆柱壳结构的极限载荷工程应用公式，并验证其有效性。