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。

焊接卷筒稳定性计算方法研究

经实践证明 ,传统的卷筒设计和稳定性校核方法是很保守的。本文充分考虑绳槽对稳定性的影响 ,把绳槽作为环筋加到卷筒壁厚中 ,且它并不参与纵向的承载 ,提出了一种新的稳定性校核准则。用有限元软件Algor把绳槽作为梁加到卷筒上对各种绳槽的卷筒进行屈曲分析 ,并用MATLAB画出分析所得的曲线 ,得出卷筒绳槽对稳定性影响的规律。

内高压成形塑性屈曲分析

利用塑性稳定性分析理论研究了内高压成形工艺中出现的塑性屈曲失效力学行为。结果表明在一定的范围内 ,随着内压的增加 ,轴向临界屈曲载荷随着递增 ,为内高压成形工艺提供了理论保证 ;同时在不同的比例加载关系下 ,周向屈曲波数不尽相同 ,而且可能出现轴向临界屈曲载荷的“跳跃”现象 。

基于ANSYS的大型焊接卷筒稳定性分析

卷筒是起重机的重要承载部件,它的性能直接影响到起重机的工作效率,传统的卷筒稳定性设计方法基于经验公式,这种方法是非常保守的。文章中运用有限元分析软件ANSYS对卷筒进行建模,并考虑绳槽对稳定性的影响,将绳槽作为矩形环肋加到卷筒壁上,然后进行特征值屈曲分析和非线性分析,通过比较光面卷筒和绳槽卷筒屈曲分析的结果,表明绳槽能提高卷筒的稳定性,也更符合实际。

实肋板式耐压液舱结构液舱壳板稳定性计算方法的探讨

本文通过耐压液舱结构整体求解得到的不同加强形式液舱壳板屈曲前的初始膜力，代入由李茨法导出的液舱壳板稳定性方程，求得不同加强形式液舱壳板失稳理论临界压力，经修正后可得相应的液舱壳板失稳实际临界压力。

薄壁外压容器外压试验压力系数研究

为了控制钢制薄壁外压容器的稳定性,建立了以分布参数为区间界限限定时的随机概率模型,从外压压力试验和正常操作时模糊可靠度范围的角度,对薄壁外压容器的稳定系数、试验压力系数和超压限制系数进行了探索。结果表明：①从等可靠度的观点,在外压压力试验与正常操作时,薄壁外压球壳稳定性的模糊可靠度分别可取0.93381-0.9999999517与0.93354-0.9999999510;薄壁外压圆筒稳定性的模糊可靠度分别可取0.9997091-0.9999992822。②薄壁外压球形容器稳定安全系数应不小于14.53;薄壁外压圆筒稳定安全系数应不小于2.80。③薄壁外压球壳外压试验压力系数在外压压力试验时等于1.00;薄壁外压圆筒外压试验压力系数应不小于1.00但不大于1.26。④在外压压力试验时,薄壁外压球壳的超压限制系数应不大于0.06882;薄壁外压圆筒的超压限制系数应不大于0.45165。

静水压力下纤维缠绕圆柱壳体的稳定性分析

为更清楚地认识静水压力作用下纤维缠绕圆柱壳体的耐压特性、解决深海耐压舱体的结构稳定性问题以及给工程设计提供参考,有必要对纤维缠绕圆柱壳体的结构稳定性进行深入研究。在弹性薄壳理论的基础上,推导出纤维缠绕圆柱壳体稳定性控制方程,采用Galerkin方法求解纤维缠绕圆柱壳体受静水压力作用下的临界失稳载荷。以正交缠绕、金属-纤维缠绕复合结构、斜交缠绕等几种形式的壳体结构为对象进行解析,并与实验结果对比,验证了求解的有效性和正确性。在此基础上,建立了基于遗传算法与解析方案一体式的优化平台,对[(±θ)12],[(±θ1)x/(±θ2)12-x]及[(±θ1)4/(±θ2)4/(±θ3)4]缠绕形式的圆柱壳体进行优化设计,研究纤维缠绕角度、对应层数及设计变量个数对临界失稳载荷的影响。结果表明,纤维缠绕角度对临界失稳载荷有显著影响,通过数值优化稳定性分别提高31.31%,43.25%及57.17%;随着角度变量的增加,优化得到的临界失稳载荷越大,最优可提高57.17%。

螺旋加强圈加强外压圆筒稳定性研究

利用螺旋弹簧与"露露"易拉罐设计制作了螺旋加强圈加强圆筒外压试件,在自行设计的外压加载实验装置上对其临界压力进行了测量。利用Ansys有限元软件对各实验模型进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,其中非线性屈曲分析结果与实验结果更为接近。利用正交设计的方法,确定了二十五组螺旋加强圈加强圆筒的结构尺寸,采用非线性屈曲分析方法,对其进行了参数化计算,并通过多元线性回归确定了临界压力与无量纲结构参数之间的关系,讨论了结构参数对临界压力的影响。对比螺旋加强圆筒与圆环加强圆筒临界压力可见,在所讨论的参数范围内,两者差异不大,相对差值小于4%。

局部径向载荷作用下外压薄壁圆筒稳定性分析

为简化真空塔器外挂件支撑区局部失稳分析,提炼出局部径向载荷作用下外压薄壁圆筒稳定性计算模型.以易拉罐为薄壁圆筒试件,对不同外压下试件的局部径向临界载荷进行了测试.利用有限元法对各实验模型进行了特征值屈曲分析,结果与实验数据能较好地吻合.采用正交设计及参数化计算,得到了各结构参数及外压下的局部径向临界载荷经验公式.实例计算表明,所得经验公式稍有保守,可用于真空塔器外挂件支撑件区的局部稳定性分析.

外压薄壁容器的稳定性分析

利用柱壳理论建立了横截面为理想椭圆的薄壁容器均布外压作用下的位移形式的基本控制方程。为表征椭圆偏心率的影响,将引入位移函数,采用Galerkin积分得到稳定性的临界条件,得到了不同偏心率下外压容器稳定性的分析结论。然后利用有限元软件ANSYS对外压容器进行了几何非线性分析,求出失稳临界载荷,为提高外压容器安全性和结构设计合理性提供依据。

基于ANSYS的外压容器稳定性分析

利用有限元软件ANSYS对外压容器进行特征值、非线性屈曲分析,求出特征值和非线性失稳临界载荷,给出关于外压容器稳定性的分析结论,为提高外压容器安全性和结构设计合理性提供依据。

矿井提升机卷筒稳定性计算方法的探讨

对提升机卷筒稳定性的几种计算方法进行比较分析,针对不足之处和卷筒自身结构特点,对现有计算方法加以改进,提出了一种新的稳定性校核准则,为今后的提升机设计理论的进一步完善提供参考。