基于ANSYS的圆柱壳限制失稳研究.pdf

《基于ANSYS的圆柱壳限制失稳研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第42卷第5期石油化工设备Vo1．42No．52013年9月PETRO～CHEMICALEQUIPMENTSept．2013文章编号：i000—7466(2013)05—0008—04基于ANSYS的圆柱壳限制失稳研究刘康林赵国，朱志彬，郑荣部(1．福州大学化学化工学院，福建福州350108；2．厦门市特种设备检验检测院，福建厦门361004；3．福建省特种设备检验研究院，福建福州350003)摘要：通过在圆柱壳外建立一空腔模型，并在圆柱壳外壁与空腔内壁之间建立接触对，应用有限元软件ANSYS研究了圆柱壳与空腔之间的接触以及圆柱壳与空腔之间的间隙对圆柱壳屈

2、曲临界压力的影响。研究结果表明，圆柱壳与空腔的接触使得圆柱壳的屈曲临界压力有了很大提高，具体的提高程度和圆柱壳与空腔之间的间隙有关，间隙越大，提高程度越小。关键词：圆柱壳；限制失稳；有限元；接触中图分类号：TQ050．2文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000-7466．2013．05．003StudyontheConfinedBucklingofaCylindricalShellbasedonANSYSLIUKang-lin，ZHAOGuo，ZHUZhi—bin，ZHENGRong-bu(1_CollegeofChemistryand

3、ChemicalEngineering，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China；2．XiamenSpecialEquipmentInspectionInstitute，Xiamen361004，China；3．FujianSpecialEquipmentInspectionandResearchInstitute，Fuzhou350003，China)Abstract：Acavitymodelwasbuiltattheoutsideofthecylindricalshellandcontactpairwases—tablis

4、hedbetweentheouterwallofcylindricalshellandtheinnerwallofcavity．TheeffectofthecontactandthegapbetweenthecylindricalshellandthecavitytothecriticalbucklingpressurewasstudiedbythefiniteelementanalysissoftwareANSYS．Theresultshowthatthecontactbe—tweenthecylindricalshellandthecavitymake

5、sthecriticalbucklingpressureofthecylindricalshellincreasedmuch，andthedegreeofincreasingisrelationtothegapexistedbetweenthecylin—dricalshellandthecavity．Thebiggerthesizeofthegap，thelowerthelevelofthecriticalbuck—lingpressureincreases．Keywords：cylindricalshell；confinedbuckling；finit

6、eelement；contact在许多工程应用中，圆柱壳被限制在刚性或可能自由发展，即屈曲波形只能朝空腔内侧发展，故而变形的空腔中，例如埋地管道[】]、压力容器的防腐衬也称之为单向失稳或接触失稳。壳_2]、核反应堆安全壳中的薄衬壳_3]、油气开采中所限制失稳就其本质而言属于屈曲耦合接触的问用的钢井壁等]。在这些应用中，存在圆柱壳内压题，而壳体的屈曲分析本身就比较复杂，考虑耦合接小于外壁受压的工况，致使圆柱壳壁内产生压应力。触分析后，问题变得更加棘手。正因为此，限制性失当压应力超过一定值时，圆柱壳将发生限制性失稳问题一直未能得到很好的解决[6]。随着数值分析

7、稳_5j。与屈曲波形不受限制的自由失稳相比，限制技术的快速发展，有限元法已成为分析各种复杂问性失稳中圆柱壳的屈曲变形要受到空腔的限制，不题的强有力的工具，近年来在圆柱壳限制失稳研究收稿Et期：2013—04—09基金项目：福建省质量技术监督局科研项目(FZQI2008026)作者简介：刘康林(1965一)，男，江西萍乡人，教授，博士，主要从事化工过程机械方面的研究。第5期刘康林，等：基于ANSYS的圆柱壳限制失稳研究中也得到有效应用。E1一SawyKM利用有限元法用相应节点位移和初始间隙来表示的接触间隙研究了受均匀外压紧贴空腔壁的圆柱壳的非弹性稳向量为：定

8、性问题_7]，DanielVasiliks等研究了初始缺陷对g一』