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文檔簡介
1、“象足”屈曲是石油儲(chǔ)罐在地震作用下的一種典型破壞方式,本質(zhì)上它是圓柱殼的軸向壓縮屈曲失穩(wěn),軸壓屈曲問題對(duì)結(jié)構(gòu)的初始幾何缺陷非常敏感。目前研究初始幾何缺陷對(duì)圓柱殼軸壓屈曲失穩(wěn)影響的主要方法是數(shù)值模擬,并借助試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證數(shù)值模擬方法。
本文綜合力學(xué)、機(jī)械、電子和控制等學(xué)科知識(shí)成功研制一種圓柱殼試件軸壓屈曲試驗(yàn)平臺(tái),用于測量圓柱殼初始幾何缺陷和屈曲臨界載荷數(shù)據(jù),通過試驗(yàn)可以研究圓柱殼初始幾何缺陷對(duì)軸壓屈曲臨界載荷的影響,并驗(yàn)證數(shù)
2、值模擬方法。開展的主要工作如下:
(1)介紹圓柱殼彈性屈曲與塑性屈曲理論,確定圓柱殼軸壓屈曲臨界載荷的理論值。分析理想圓柱殼、考慮焊接變形的圓柱殼和應(yīng)用固有應(yīng)變法模擬焊縫情況的圓柱殼三種情況,并分別建立三種情況下的有限元模型進(jìn)行軸壓屈曲計(jì)算,得到軸壓屈曲臨界載荷值。確保試驗(yàn)平臺(tái)的公稱軸向力不小于圓柱殼軸壓屈曲臨界載荷的理論值與有限元計(jì)算結(jié)果。
(2)研究試驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)并對(duì)其機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),包括加載系統(tǒng)和幾何測
3、量系統(tǒng)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)平臺(tái)機(jī)電一體化。加載系統(tǒng)選用液壓系統(tǒng),可滿足厚壁圓柱殼塑性屈曲試驗(yàn)要求,用于對(duì)圓柱殼試件施加穩(wěn)定的軸向壓力載荷,加載過程中利用稱重傳感器測量圓柱殼軸向壓力載荷并捕捉屈曲臨界載荷。幾何測量系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)位移傳感器結(jié)構(gòu),對(duì)圓柱殼初始幾何缺陷進(jìn)行全自動(dòng)精確測量。與此同時(shí),設(shè)計(jì)了足夠承擔(dān)上述系統(tǒng)重量的支撐系統(tǒng)。
(3)開發(fā)試驗(yàn)平臺(tái)控制系統(tǒng),統(tǒng)一控制加載系統(tǒng)和幾何測量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的機(jī)電一體控制。選擇PL
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