径向带槽金属爆破膜结构非线性力学行为研究

用于压力设备与管道超压安全泄放的安全阀不可能密而不漏 ,因而对有毒介质、稀有元素介质等场合常用爆破膜代替安全阀或采用爆破膜在前安全阀在后的组合式结构。但受侧向载荷作用的金属薄膜 (壳 )结构由于其几何及材料的非线性特点使得解析计算工作非常困难 ,目前其设计和制造主要依赖于实验。通过一个普通结构实例 ,基于TotalLagrange列式 ,对 5种类型壳元进行了几何及材料非线性耦合分析的考核 ,并选择其中的 4结点四边形混和壳元对径向带槽防爆结构进行了有限应变弹塑性有限元分析。结合实验结果发现 :等效应力的最大值出现在 10 %～ 2 2 %径向位置的沟槽根部 ;结构的极限载荷与槽底余厚之间存在着明显的线性关系 ;此外 ,带槽结构的极限载荷要明显小于厚度为槽底余厚的普通结构的极限载荷。最后从理论上对上述结论给予了解释。