内压和轴向力复合载荷下含周向面型缺陷厚壁圆筒的极限载荷研究

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圆筒是构成压力容器和管道的最基本元件。在使用R6方法的压力容器和管道结构完整性评估过程中，含缺陷圆筒的极限载荷是一个非常重要的输入参量。目前，复合载荷作用下含周向缺陷薄壁圆筒的极限载荷解已经较为完善。然而，在内压和其它载荷作用下含周向缺陷厚壁圆筒的极限载荷解却仍然非常的缺少。本文为了发展内压和轴向力联合作用下含周向整圈等深裂纹厚壁圆筒的极限载荷解，主要研究内容如下： (1)考虑了厚壁圆筒应力分布的不均匀性以及厚壁圆筒的几何特性，基于VonMises屈服准则，给出了内压和轴向力共同作用下的厚壁圆筒极限载荷表达式。所给出的理论解与各种径比和载荷比例下的有限元解符合的非常好。同时，还与现有的一些理论解做了比较，结果表明，本文所给出的理论表达式是最精确的。 (2)考虑了厚壁圆筒应力分布的不均匀性以及厚壁圆筒的几何特性，基于Mises屈服准则给出了含周向内表面等深裂纹(密封和开口)厚壁圆筒在内压和轴向力共同作用下的极限载荷计算公式。所给出的理论解与各种径比、裂纹深度以及载荷比例下的有限元解经过比较，结果表明，两种情况下理论解与有限元解的误差都在-20％以内且偏于保守，可为工程应用提供依据。 (3)考虑了厚壁圆筒应力分布的不均匀性以及厚壁圆筒的几何特性，基于VonMises屈服准则，提出了内压和轴向力共同作用下的含周向等深外表面裂纹厚壁圆筒极限载荷表达式。所给出的理论解与各种径比、裂纹深度以及载荷比例下的有限元解经过比较，结果表明，其理论解与有限元解的误差在-30％以内，给出偏保守的理论结果，具有一定的工程应用价值。

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作者
蔡钢思;
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作者单位

浙江工业大学;

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授予单位浙江工业大学;
学科化工过程机械
授予学位硕士
导师姓名高增梁;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类加压工艺机械;
关键词
厚壁圆筒; 极限载荷; 复合载荷; 有限元; 压力容器;

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