钢制薄壁圆筒外压试验压力的研究

基于随机-模糊概率模型,定量分析了钢制薄壁圆筒临界失稳强度的模糊可靠度、稳定系数与外压试验压力系数之间的关系。研究表明:1)如果要求钢制薄壁圆筒临界失稳强度的模糊可靠度范围,在外压气压试验、液压试验和正常操作时分别为0.999 709 1～0.999 999 282 2,0.998 411～0.999 183 6与0.999 999 282 2～0.999 999 998 64,可取常规稳定系数不小于2.60,外压试验压力系数的取值范围在气压试验时应不小于1.08但不大于1.16,在液压试验时应不小于1.08但不大于1.61;2)采用55组试验数据验证了文中方法的合理性。

基于模糊可靠度的薄壁外压容器稳定性设计

应用数理统计方法,对钢制薄壁外压球形封头稳定性的不确定性特征进行分析。基于信息熵中模糊性度量与随机性度量相等可实现模糊变量等效随机变量的原理,将钢制薄壁外压容器的模糊临界失稳强度和模糊载荷分别等效为随机强度和随机载荷,讨论按我国标准设计与制造的钢制薄壁外压容器稳定性的模糊可靠度;从控制钢制薄壁外压容器稳定性在正常操作与压力试验时模糊可靠度的角度,对其稳定性安全系数、外压试验压力系数与超压限制系数进行探索。研究表明,(1)薄壁外压球形封头临界失稳强度的实测值与理论预测值之比,是基本符合正态分布的模糊变量。(2)在保持外压差的气压与液压试验时,薄壁外压球形封头稳定性的模糊可靠度分别为0.999 998 714与0.999 998 708;薄壁外压圆筒稳定性的模糊可靠度分别为0.999 999 999 999 997 94与0.999 999 999 999 997 85。在正常操作时,薄壁外压球形封头稳定性的模糊可靠度为0.999 998 631;薄壁外压圆筒稳定性的模糊可靠度为0.999 999 999 999 981 3。(3)从等可靠度的观点认为,薄壁外压球形容器稳定性的模糊可靠度在气压与液压外压试验时应分别不低于0.999 998 714与0.999 990 226,在正常操作时应不低于0.999 998 631;薄壁外压圆筒稳定性的模糊可靠度在气压与液压外压试验时应分别不低于0.999 999 991 40与0.999 990 226,在正常操作时应不低于0.999 999 991 40。(4)薄壁外压球形容器稳定安全系数应不小于14.53;薄壁外压圆筒稳定性安全系数应不小于2.30。(5)薄壁外压球形容器试验压力系数在气压外压试验时等于1.00,在液压外压试验时应不小于1.04但不大于1.30;薄壁外压圆筒试验压力系数在气压外压试验时应不小于1.04但不大于1.19,在液压外压试验时应不小于1.04但不大于1.42。(6)在气压与液压外压试验时,薄壁外压球形容器的超压限制系数在失稳失效准则下应分别不大于0.068 82与0.089 62,薄壁外压圆筒的超压限制系数在失稳失效准则下应分别不大于0.517 78与0.620 26。