基于内压作用下环梁加强锥筒连接的弹塑性屈曲

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1、浙江大学硕士学位论文内压作用下环梁加强锥筒连接的弹塑性屈曲姓名：伊俊丽申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：赵阳20070501浙江大学硕上学位论文摘要伊俊丽内压作用下环梁加强锥筒连接的弹塑性屈曲摘要圆柱壳与圆锥壳的连接简称锥筒连接，常见于压力容器和管道结构。内压作用下该类连接承受很大的周向压力，通常在连接处设置一道环梁进行加强。环梁加强锥筒连接的破坏模式包括弹性屈曲、塑性屈曲和塑性破坏。本文通过有限元方法对这类连接的弹塑性屈曲行为及实用计算方法进行系统研究。利用通用有限元软件N、}SYS，建立了环梁加强锥筒连接的合理计算模型。整体模型的特征值屈曲分析用于

2、计算线性屈曲强度和屈曲模态，半波扇形模型则用于同时考虑大变形、材料弹塑性性能的非线性全过程分析。文中提出了基于若干关键节点的荷载一位移全过程曲线的弹塑性分枝屈曲荷载确定方法。系统考察了内压作用下环梁加强锥筒连接的弹塑性屈曲行为，壳体径厚比、圆锥半顶角和环梁宽厚比是影响锥筒连接屈曲行为的重要参数，文中详细考察了这些参数对锥筒连接弹塑性屈曲强度及屈曲模态的影响。研究表明，环梁加强锥筒连接的弹塑性屈曲模态可分为两类：连接壳体较薄且圆锥比较浅(半顶角接近90。)及(或)环梁较强时的壳屈曲模态和其它情况下的环梁屈曲模态。通过大规模的参数分析，建立了该类连接弹塑性屈曲强度

3、的实用计算方法：已有的钢筒仓转折环梁塑性屈曲近似公式适用于环梁屈曲模态，对壳屈曲模态则建立了基于有效截面法概念的新的近似公式。文中还考察了不均匀厚度连接以及初始几何缺陷对环梁加强锥筒连接弹塑性屈曲性能的影响。不均匀厚度连接情况下，随着环梁厚度的增加，屈曲强度提高，屈曲模态由壳屈曲模态向环梁屈曲模态转变。以特征值屈曲模态分布的初始几何缺陷对结构的影响是不利的，但并不显著。关键词：锥筒连接；环梁；有限元分析：分枝屈曲荷载；弹塑性分析；稳定性；不均匀连接；初始几何缺陷浙江大学硕士学位论文摘要伊俊丽Elastic—plasticbucklingofring-stiff

4、enedcone-cylinderintersectionsunderinternalpressureABSTRACTConelargeend—to-eylinderintersections．simplyreferredtoascone-cylinderintersections，arecoffLnlonlyusedinpressurevesselsandpiping．Theintersectionissubjecttoalargecircumfercotialcompressiveforceunderinternalpressure．Itisoftenco

5、nvcoicotandnecessarytoreinforcetheseintersectionsusinganannularplateringstiffener．Underthislargecircumferentialcompression,theseintersectionsmayfailbyelasticbuckling,plasticbucMingorplasticcollapse．Tllisthesisinvestigatestheelastic-plasticbucklingbehaviorandpracticalcalculationmetho

6、dofring-stiffenedcoue-cylinderintersectionsunderinternalpressure．Reasonablefiniteelementmodelswereestablishedusingthecommercialfinite-elementpackageANSYS．Lineareigenvaluebucklinganalyses(LEA)wareperformedtostudythebifurcationbucklingloadsandbucklingmodesoftheintersectionsusingthewho

7、lemodel．Geometricallyandmateriallynonlinearanalyses(GMNA)werecarriedouttoexaminetheload-deformationresponseoftheintersectionusinghalf-wavesectormodel．Amethodforthedeterminationofplasticbifurcationbucklingloadwasproposedbasedontheload—deformationresponsecurvesofseveralkeynodes．Theela

8、stic-plasticbucklin