基于統(tǒng)計(jì)的卷焊圓筒初始幾何形狀模型的研究.pdf

1、圓筒受外壓或軸壓時(shí)，初始幾何缺陷往往造成其臨界失穩(wěn)載荷下降，難以采用理論方法對(duì)含缺陷圓筒的臨界失穩(wěn)載荷進(jìn)行求解。隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力和數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，使得圓筒穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究的方法越來(lái)越成熟。數(shù)值模擬時(shí)，現(xiàn)有的圓筒缺陷模型對(duì)卷焊圓筒幾何缺陷不能夠很好的表征。
　　本文將實(shí)測(cè)卷焊圓筒初始幾何形貌數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法提取出一種卷焊圓筒初始幾何缺陷的統(tǒng)計(jì)缺陷模型，為后續(xù)的卷焊圓筒幾何缺陷的研究提供一種可行的缺陷模型生成辦法。該

2、模型相比“一致缺陷模態(tài)法”和傅里葉級(jí)數(shù)模型，對(duì)卷焊圓筒幾何缺陷的描述與實(shí)際情況更為符合。為驗(yàn)證模型在圓筒穩(wěn)定性數(shù)值模擬中適用性，分別采用“一致缺陷模態(tài)法”、傅里葉級(jí)數(shù)模型和統(tǒng)計(jì)缺陷模型對(duì)卷焊圓筒受外壓和受軸壓的情況進(jìn)行模擬，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明相比其他兩種模型統(tǒng)計(jì)缺陷模型模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比誤差更小，分布更加均勻?，F(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)中采用形狀折減系數(shù)來(lái)涵蓋幾何缺陷的影響，但并沒(méi)有提及材料屈服強(qiáng)度對(duì)形狀折減本身的影響，即認(rèn)為不同材料

3、屈服強(qiáng)度外壓圓筒臨界失穩(wěn)壓力的形狀缺陷折減量與材料屈服強(qiáng)度無(wú)關(guān)。作者在模擬計(jì)算外壓圓筒臨界失穩(wěn)壓力為完美圓筒80％時(shí)允許最大幾何缺陷值e變化曲線時(shí)，發(fā)現(xiàn)形狀缺陷折減不僅與幾何缺陷模型有較大關(guān)系，而且材料屈服強(qiáng)度也對(duì)形狀缺陷折減有一定的影響。
　　本文通過(guò)構(gòu)造三種不同屈服強(qiáng)度的材料應(yīng)力應(yīng)變曲線，應(yīng)用構(gòu)造的材料曲線采用不同缺陷模型分別模擬得到了外壓圓筒臨界失穩(wěn)壓力為完美圓筒80%時(shí)的最大幾何缺陷值e的變化曲線，并與ASME標(biāo)準(zhǔn)體系中的

4、規(guī)定進(jìn)行了比較，采用這種方法探討了屈服強(qiáng)度對(duì)形狀缺陷折減的影響。結(jié)果表明外壓圓筒臨界壓力為完美圓筒80%時(shí)所允許的幾何缺陷極值e隨著材料屈服強(qiáng)度的增大而增大，當(dāng)材料為線彈性材料時(shí)達(dá)到最大。由此說(shuō)明外壓圓筒隨幾何缺陷增大的臨界失穩(wěn)壓力折減量隨材料屈服強(qiáng)度增大而減小，即相同缺陷值對(duì)不同材料屈服強(qiáng)度外壓圓筒臨界失穩(wěn)壓力的形狀缺陷折減量隨屈服強(qiáng)度增大而減小。本文提出的統(tǒng)計(jì)缺陷模型相比其他缺陷模型對(duì)卷焊圓筒幾何缺陷的描述與實(shí)際情況更為符合，在模擬