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应变强化压力容器的稳定性研究

作　者: 刘凡
导　师: 江楠
学　校: 华南理工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 压力容器应变强化稳定性加强圈
分类号: TH49
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

应变强化压力容器由于其轻型化等经济性优势而得到不断发展与运用,然其稳定性问题是值得探讨的问题。本文围绕应变强化压力容器的稳定性问题,分析了应变强化技术对容器内压塑性稳定性和外压稳定性的影响,并分析了带环向加强圈的应变强化压力容器的内压塑性稳定性及外压稳定性的情况。主要的研究内容和结论如下：(1)确定应变强化压力容器稳定性分析的两个表征参数：塑性极限载荷与屈曲临界载荷；选用ANSYS有限元分析软件；奥氏体不锈钢材料模型选用双线性分析模型；采用广义弧长法求解非线性方程组及增量弹塑性有限元法确定塑性极限载荷；采用特征值分析法预测结构的理论屈曲强度,即屈曲临界载荷。(2)从理论分析、有限元数值模拟分析及实验分析三个方面分析不同预应变量对容器内压塑性稳定性的影响,均得出如下结论：预应变强化处理对容器塑性稳定性无影响。(3)利用有限元分析不同预应变量对容器外压稳定性的影响。分析得出：预应变处理对容器外压稳定性有一定的影响,且在不同长径比下其影响存在一定区别。当长径比L/DLcr/D时,pcrc/p-c呈e-Bc指数关系,预应变强化处理均消弱了容器外压稳定性。运用应变强化技术时,将长径比控制在L/D

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
符号说明  10-11
第一章绪论  11-22
  1.1 应变强化压力容器概述  11-14
    1.1.1 奥氏体不锈钢应变强化技术基本原理  11-12
    1.1.2 奥氏体不锈钢应变强化压力容器  12-13
    1.1.3 奥氏体不锈钢应变强化技术安全性  13-14
  1.2 壳体失稳及其失稳载荷概述  14-18
    1.2.1 塑性变形的拉伸失稳  15
    1.2.2 拉伸失稳载荷与极限载荷的区别  15-16
    1.2.3 弹塑性屈曲  16-18
  1.3 国内外研究状况及应用  18-21
    1.3.1 应变强化技术国内外应用及研究状况  18-20
    1.3.2 结构稳定性国内外研究状况  20-21
  1.4 本文主要研究内容  21-22
第二章应变强化压力容器稳定性有限元分析方法  22-31
  2.1 压力容器稳定性的两个表征参数  22-24
    2.1.1 压力容器的塑性极限载荷  22-24
    2.1.2 压力容器的屈曲临界载荷  24
  2.2 两个表征参数的有限元计算方法  24-27
    2.2.1 塑性极限载荷的有限元求解方法  24-25
    2.2.2 屈曲分析的有限元求解方法  25-27
  2.3 奥氏体不锈钢材料应力应变关系的表征方式  27-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章应变强化技术对容器稳定性的影响分析  31-54
  3.1 应变强化技术对容器拉伸塑性稳定性的影响分析  31-39
    3.1.1 理论分析  31-34
    3.1.2 有限元分析  34-38
    3.1.3 实验分析  38
    3.1.4 本节小结  38-39
  3.2 应变强化技术对容器屈曲的影响分析  39-52
    3.2.1 理论分析  41-43
    3.2.2 有限元分析  43-51
    3.2.3 有限元分析结果与理论结果验证  51-52
  3.3 本章小结  52-54
第四章加强圈对应变强化压力容器稳定性的影响分析  54-77
  4.1 提高外压筒体抗失稳能力的方式  54-55
  4.2 加强圈的结构设计  55-58
  4.3 加强圈对应变强化压力容器稳定性分析  58-76
    4.3.1 加强圈对应变强化压力容器外压屈曲的分析  60-69
    4.3.2 加强圈对应变强化压力容器拉伸塑性稳定性的影响分析  69-76
  4.4 本章小结  76-77
结论与展望  77-79
  结论  77-78
  展望  78-79
参考文献  79-84
攻读硕士学位期间取得的研究成果  84-85
致谢  85-86
附件  86

应变强化压力容器的稳定性研究

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