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。

局部轴压下薄壁钢筒仓屈曲承载力研究

采用有限元分析方法,对局部轴压下钢筒仓的屈曲模态和屈曲承载力进行了研究,考虑的缺陷类型为焊缝缺陷,采用的分析方法包括弹性屈曲分析和弹性几何非线性分析.分析结果表明:钢筒仓屈曲承载力对环向焊缝缺陷位置十分敏感;钢筒仓的屈曲承载力随荷载分布角的增大而减小,随缺陷幅值的增大而减小.在有限元参数分析的基础上,提出了筒仓在局部轴压作用下的临界屈曲应力计算公式,公式计算结果与有限元分析结果基本吻合.