考虑焊缝几何缺陷影响时整体与局部轴向压力共同作用下薄壁圆柱壳稳定性分析

大型薄壁圆柱壳结构广泛应用于化工、电力等工程中,壳内通常需设置一些设备支承梁,常采用在壳壁上开矩形孔洞,将梁与壳壁焊接连接。壳壁因此承受由梁传递来的局部轴向压力,同时承受由上部壳体、顶盖等自重形成的沿环向均匀分布的整体轴向压力。该文考虑环向焊缝初始几何缺陷的影响,对开洞环向跨角小于10°的先作用整体轴压,后作用局部轴压的218个薄壁圆柱壳的稳定性进行了非线性数值分析。研究表明开洞上方环向焊缝缺陷对于柱壳局部轴压下的稳定承载力影响很小,但会显著削弱后屈曲承载能力。开洞下方最不利的焊缝缺陷位置受整体荷载水平和开洞尺寸的影响而改变。随着整体荷载水平提高,柱壳局部轴压下的稳定承载力降低。整体荷载水平较低时,柱壳局部轴压稳定承载力随着焊缝缺陷幅值的增大而减小;整体荷载水平较高时,柱壳局部轴压稳定承载力随着焊缝缺陷幅值的增大而增大。根据大量数值计算结果提出了整体与局部轴向压力共同作用时的圆柱壳稳定性设计建议。

大型薄壁圆柱壳在局部轴向压力作用下的稳定性能研究

化工、电力工程中的大型薄壁圆柱壳结构内通常因工艺要求而设置一些设备支承梁,壳壁因此承受由梁传递来的局部轴向压力。该文考虑环向焊缝缺陷的影响,对荷载跨角小于10o的承受局部轴向压力作用的大量薄壁圆柱壳的稳定性能进行了非线性数值分析。研究表明:环向焊缝缺陷对于柱壳承受局部轴向压力造成很大的影响,当焊缝位于完善柱壳后屈曲模态最大内凹处时,影响最为不利;缺陷幅值越大屈曲承载力越低,但是对于后屈曲性能影响很小;相邻焊缝缺陷的相互影响对柱壳的屈曲承载力略有提高。根据大量数值计算结果提出了不同缺陷幅值和径厚比下的设计建议。