筒锥组合外压容器的有限元失稳分析_邵昌哲

二、外压容器的失稳过程及临界压力的概念
◆ 失稳的概念
容器强度足够却突然失去了原有的形状，筒壁被压 瘪或发生褶绉，筒壁的圆环截面一瞬间变成了曲波形 。这种在外压作用下，筒体突然失去原有形状的现象 称弹性失稳。
容器发生弹性失稳将使容器不能维持正常操作， 造成容器失效。
◆ 容器失稳形式
● 侧向失稳
由于均匀侧向外压引起失稳叫侧向失稳。
● 比较：
若[ p]
pc
、且 cr
t s
，则以上假设的满足要求；若
[ p] ＜pc ，则重新假设另一较大的 n ，重复以上各步、直
至满足要求为止；若[ p] pc
、但 cr
＞
t s
，则改用图
算法。
● 校核压力试验时圆筒的强度。
四、圆筒壁厚确定的图算法
◆ 图解法的依据
图算法的基础是解析法，将解析法的相关公式经过分析整理，绘 制成两张图。一张图反映圆筒受外压力后，变形与几何尺寸之间 的关系，称为几何参数计算图，另一张图反映不同材质的圆筒在 不同温度下，所受外压力与变形之间关系的图，称为厚度计算图 ，此图不同的材料有不同的图。
◆ 图算法的步骤
利用图算法设计不同类型的圆筒其过程也有所不同， 现以≥20的圆筒为例说明
● 确定、pc、t、C、E、L、 p、T 等s相关参数；
● 假设圆筒的名义厚度 ，n 得 e n C Do Di 2 n
● 计算 L Do , Do 的 e 值；
● 在几何参数计算图上，由L/Do和Do/δe在横坐标上 找到系数A值，若L/DO大于50、用L/DO=50查图， 若L/DO小于0.05，用L/DO=0.05查图；
● 当L≥Lcr时，为长圆筒； ● 当L≤Lˊcr时，刚性圆筒；

一、临界压力
承受外压的容器在外压达临界值之前，壳体也能发生弹性 压缩变形；压力卸除后壳体可恢复为原来的形状。一旦当 外压力增大到某一临界值时，筒体的形状发生永久变形， 就失去了原来的稳定性。
导致筒体失稳的压力称为该筒体的临界压力， 以Pcr表示。
筒体在临界压力作用下，筒壁内存在的压应力 称为临界压应力，以σcr表示。
二、外压圆筒壁厚设计的图算法
1. 算图的由来
若将失稳时的环向应变与允许工作外压的关系曲线找出来， 那么就可能通过失稳时的环向应变ε为媒介，将圆筒的尺寸 （D0、Se、L）与允许工作外压直接通过曲线图联系起来。
[p] p cr m
pcr m[p]
Ectr 2pcSerD E0t m 2S[eEpt0]D
【注意】钢材的E和μ值相差不大，选用高强度钢代替一般碳钢制造外压 容器，不能提高筒体的临界压力。
3. 筒体椭圆度和材料不均匀
稳定性破坏主要原因不是壳体存在椭圆度或材料不均匀。因为即使壳体 的形状很精确和材料很均匀，当外压力达到一定数值时也会失稳。
壳体的椭圆度与材料的不均匀性能使其临界压力的数值降低，即能使失 稳提前发生。
二、外压圆筒壁厚设计的图算法
2. 外压圆筒和管子壁厚的图算法
⑴ 对D0/Se≥20（薄壁）的圆筒和管子
④ 根据所用材料选用图11-4～11-9，在图下方找出由③所得的系数A。
若A值落在设计温度下材料线的右方，则过此点垂直上移，与设计
温度下的材料线相交（遇中间温度值用内插法），再过此交点沿
水平方向右移，在图的右方得到系数B，并按下式计算许用外压力
D0
D0
短圆筒应变
二、外压圆筒壁厚设计的图算法
1. 算图的由来
外压圆筒失稳时，筒壁的环向应变值与筒体几何尺寸（Se，D0，L）之间 的关系

第４ ２卷
第 ３期
金 属 材 料 与 冶 Ｓ ＡＮＤ ＭＥ ＴＡＬ ＬＵＲＧＹ ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＲＩ ＮＧ
Ｖｏ１ ． ４ ２ ＮＯ． ３ Ｊ ｕｎ ２０１ ４
２ ０１ ４年 ６ 月
钛合金 Ｔ Ｃ ４制压 力容器筒体 外压
薄 壁壳 体 中 。承受 外 压 作 用 后 ，往 往 在 强
度 条 件 均 能 满 足 ．应 力 远 低 于 材 料 屈 服 强 度 的
由于 目前 没 有 Ｔ Ｃ ４材 料 外 压 应 力 系数 Ｂ曲 线 ，因此 常规 设计 方法 不 能计 算 Ｅ ２ ］ 。本 文通 过有 限元 数值 计 算 方 法 。以特 征 值 失 稳 分 析结 果 并 考 虑 较小 系数 作 为 压力 容 器 简 体 初 始 缺 陷 ．进 行 非 线性 屈 曲分 析 ，求 得 不 同外 压 载荷 下 的筒
Ｘｉ ’ 帆 ７１ ０ ０ １ ６． Ｃ ｉ ｎ ａ ）
ＡＢＳＴＲＡＣＴ ： Ｔｈ ｅ ｔ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｏ ｆ ＴＣ４ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｕｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｍａ ｋ ｅ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｖ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｉ ｔ ｓ
Ｓ ｉ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｉ ｓ ｎ ｏ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｔ Ｂ ｃ ｕｒ ｖ ｅ ｏ ｆ ＴＣ４ ａ ｔ ｐｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｃ ａ ｎ＇ ｔ ｂ ｅ ｃ ｌｃ ａ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｃ ｏ ｎｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ｐ ｏ ｓ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ ｔ ｏ ｕｓ ｅ ｆ ｉ ｎｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｎｏ ｎｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ

（ 汉 理 工 大 学 能 源 与动 力 工 程 学 院 ， 汉 ４ ０ ６ ） 武 武 ３ ０ ３
摘
要： 通过对滚轮 中心角 与锥形筒 体单 位质量圆周力 的分析 ， 从理论 上对锥形简 体周 向稳 定性进行 研
究 。根据锥齿轮传动原理 利用 ＵＧ三维 建模软件 与 Ａ ＡＭＳ动力学 仿真 软件 的优 势进行 动态 仿真 ， Ｄ 研究 不 同滚轮 中心角与锥形 简体 周向稳定性之 间 的关 系 ， 出滚 轮 中心 角与锥 形简体 单位质 量 圆周 力动态 仿真 曲 得
锥 形简 体焊 接 装 置 主要 由锥 形 筒 体 、 滚 轮 前
和后 滚 轮组 成 ， 图 ｌ 见 。
于 两后 滚轮 在 水 平 面 上 的 夹 角 。焊 接 时 ， 焊枪 对 准 焊缝 固定 不动 ， 两 前 滚 轮 ２为 主 动 轮 ， （ 两后 滚
轮 ３为从动 轮 ） 电机 带 动 传 动 机构 ， 助 主 动滚 ， 借
轮 与锥 形筒 体之 间 的摩擦 力 Ｆ ， 动 锥形 简 体旋 带 转 ， 而实 现锥 形筒 体环 形焊 缝 的 内外 焊接 。 从
滚 轮 中心角 即两 个前 滚轮 （ 两个 后滚 轮 ） 或 沿
靠 近锥形 简 体 大 端 的 两前 滚 轮 为 主动 轮 ， 靠 近小 端 的两 后滚 轮 为从动 轮 。前后 滚 轮 的外 轮 廓 为锥 体 ， 保证 滚 轮 与简 体 的传 动 符 合 锥 体 传 动 规 律， 即保 证前 、 滚轮 轴线 与锥 形筒 体 的接触 母 线 后 的延 长 线分别 交 与 锥 形 简 体 的锥 顶 ， 得 滚 轮 与 使
参 数 ， 行 动态 仿 真 计 算 。仿 真 后 将 模 型 对 应 的 进 驱 动力 矩 和从 动力矩 分别 转换 成 锥形简 体 单位质 量 圆周 力 Ｆ ／ Ｆ ／； 出前 后 滚 轮 的 动 态仿 真 Ｇ、 ｃ 得

总 685 期第二十三期 2019 年 8 月
河南科技 Henan Science and Technology
工业技术
基于 ANSYS Workbench 的不同形式 压力容器封头的应力分析
邵海磊 郭海伟
（郑州四维新材料技术研究院有限公司，河南 郑州 450000）
摘 要：本文运用 ANSYS Workbench 有限元分析软件对储氢罐压力容器在单位压力（1MPa）下的应力状态进
由图 5 可以看出，径向应力在筒身部分几乎保持不 变，封头部分出现应力集中现象。随着椭圆半轴的增加， 封头呈球形时，筒体部分的径向应力保持不变，椭圆封头 上接近筒身的连接点处的径向应力逐渐减小，并且在封 头为球形时，封头与筒身的径向应力相等。随着椭圆半 轴的长度大于筒身半径，封头部分的径向应力又开始逐 渐变大。
由图 6 可以看出，内壁上切向应力的分布呈“W”形， 切向应力在筒身部分基本保持不变，在与封头的接触处 逐渐减小，过了连接点后快速增加，然后急剧下降，再趋 于稳定，在连接点处存在应力集中现象。随着椭圆半轴 的增大，应力集中现象逐渐减小，在身与封头上的切向应 力分布也越均匀。
Abstract: This paperused ANSYS Workbench finite element analysis software to analyze the stress state of hydrogen storage tank pressure vessel under unit pressure (1MPa), and obtainedthe stress distribution on the inner wall of the cylinder and the head under elliptical head and spherical head. At the same time, the radial, tangential and circumfer⁃ ential stresses of the elliptical head pressure vessels with different half-axis lengths were calculated, and compared with the stress distribution of the spherical head, the form of the head with good stress distribution was obtained. Keywords: pressure vessel；dish head；stress analysis；ANSYS Workbench

Байду номын сангаас
Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ Ｈ ｉ ｇ ｈ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ （ Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） ， Ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ２ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
应变强化后容器 的外压屈 曲分析
陈 浙江 杭州 希 ， 郑 津洋 ， 缪 存坚 ， 高 晓哲 ， 惠培子 ， 丁会 明 ３ １ ０ ０ ２ ７ ； ２ ． 高压 过 程装 备 与 安全 教 育 部工 程研 究 中心 ， ３ １ ０ ０ ２ ７ ） （ １ ． 浙江 大学 化工 机械研 究所 浙 江 杭州
３ ． Ｔ ｈ ｅ Ｓ ｔ ａ ｔ ｅ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｆ ｌ ｕ ｉ ｄ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ， Ｈａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ３ １ ０ ０ ２ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ｂｕｃ ｋ ｌ ｉ ｎ ｇ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｃｏ ｌ ｄ－ ｓ ｔ ｒ ｅ ｔ ｃ ｈｅ ｄ Ｖｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ｓ ｕ ｎｄ ｅ ｒ Ｅｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ Ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ
Ｃ ＨＥ Ｎ Ｘ ｉ ， Ｚ ＨＥ ＮＧ Ｊ ｉ ｎ—ｙ ａ ｎ ｇ ’ ， ＭＩ Ａ Ｏ Ｃ ｕ ｎ— ｊ ｉ ａ ｎ ， ＧＡＯ Ｘ ｉ ａ ｏ— ｚ ｈ ｅ ，
．
ｏ ｕ ｔ ｏ ｆ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ａ ｓ ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ ｇ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｍｐ ｅ ｒ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏｒ ｆ ｍ ｏ ｆ ｖ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｍ ｅ ｒ ｄ ｔ ｈ ｅ ｂｕ ｃ ｋ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｅ ｓ ｏ ｆ ｐｅ ｒ ｆ ｅ ｃ ｔ ｖ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｖ ｅ ｓ ｓ ｅ ｌ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ ｏ ｕ ｔ ． ｏ ｆ － ｒ ｏ ｕｎ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ｂ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｃ ｏ ｌ ｄ ． ｓ ｔ ｒ ｅ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ

Ａｂｔａ ｔＴ ｅ ｕ ｋｉｇｂｈ ｖ ｒ ｆ ｙｉｄｒ ｉ ｒｅｏ ｅｉｇ ｓｂｅｔｄｔ ｅｔｒａ ｐｅｓｒｓ ｈ ｓ ｅｎ ｓｒｃ ：ｈ ｃ ｌ ｅａ ｉ ｌ ｅ ｔ ｌ ｇ ｐｎｎ ， ｕ ｊｃ ｘ ｎ ｌ ｒｓｕｅ ， ａ ｅ ｂ ｎ ｏｏｃ ｎ ｗ ｈａ ｅ ｏ ｅ ｂ
际生产 中经不 超过 １０ ００ｍｍ。我 国 Ｇ ５ － １９ （ 制压 Ｂ１０ ９ ８ 钢
基金项 目： 国家高技术研究发展计划 （ ６ ８３计划） 目标导 向课题（ ０７ Ａ ４ ４ ０ ２０ Ａ ０ Ｚ ３ ）
的程 度会 更 大 ， 论计 算 更 为 困难 。现有 压 力 容 理
０ 引言
器标 准 中外压 设 计计 算 对 开 孔 率有 一 定 的限 制 。
Ａ ＭＥ压 力容器规 范 ２ ０ Ｓ ０ ７版 Ｕ ３ Ｇ一 ６中外压 容
器设 计应 用范 围为 ： 直径 不 超过 １０ ｍ 的圆 对 ５０ａ
ＣＨＥＮ ｈ —ｘａ Ｓ ｉ ｉｏ，ＧＡＯ ｎ Ｚｅ ｇ—ｌ ｎ ｉ ｇ，Ｊ Ｎ ｅ —ｙ ａ Ｉ Ｗ ｉ ａ，ＣＨＥＮ ｎ Ｂｉｇ—ｂｎ ｉｇ
（ ｈｊ ｎ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈ ｏｏｙ Ｉｓｔｔ ｏ ｒｃｓ ｑ ｉｍ ｎ ａｄ Ｃ ｎｒｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｈａｇｈｕ Ｚ ｅｉ ｇＵ ｉ ｓｙｏ ｃｎ ｌ ， ｎｔｕｅ ｆ ｏｅｓ ｕｐ ｅ ｔ ｎ ｏｔ ｇｎｅ ｎ ， ｎ ｚｏ ａ ｅ ｔ Ｔ ｇ ｉ Ｐ Ｅ ｏＥ ｉ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ １０ ２， ｈｎ ）
ｓｕ ｉｄ ｂ ｈｅ ｍｅｈ ｄ ｆｅｇ ｎ ａｕ ａ ａ ｙ ｉ ｎ ｅ ｍｅｒ —ｍａ ｅ ａ ｔ ｄ ｅ ｙ ｔ ｔ ｏ ｓ ｏ ｉｅ ｖ ｌ ｅ ｎ ｌｓｓ ａ ｄ ｇ ｏ ｔｙ ｔｒ ｌｂｉ— ｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ａ ａｙ ｉ ａ ｏ ｔ ｇ ｉ ｏ ｌｎ ａ ｎ ｌ ｓｓ， ｄ ｐ ｉ ｎ ｔ ｅ ｅａ ｔ ｎ ｌ ｓｉ ｈ ｌ ｓｉ ａ ｄ ｅａ ｔｃ—ｐ ａ ｔ ｏ ｓｉ ｉ ｅｒ ｌ ｔ ｎ ｈ ｐ． ｒ ｕ ｈ ａ ｓ ｒｅ ｆｔ ｅ ｃ ｌ ｕ ａｉｎ ｏ ｒｔ ａ ｅ — ｃ ｌ ｓｉ ｃ ｎ ｔｔ ｖ ｅａ ｉ ｓ ｉ Ｔｈ ｏ ｇ ｅ ｓｏ ａｃ ｌｔｏ ｆｃ ｉ ｌｐｒ ｓ ｃ ｕｔ ｏ ｉ ｈ ｉ ｃ ｓ ｒ ｎ ｈ ｏ ａ ａｉ ｅａ ａｙ ｉ ｆｔ ｅ ｆｎ ｔ ｌｍｅ ｔｃ ｌ ｕ ａｉｎ ｏ ｈｅ ｂ ｃ ｌｎ ａ ｅ ｕ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｒｔｖ ｎ ｌｓｓｏ ｉ ｅ ｅ ｎ ａｃ ｌｔｏ ｎ ｔ ｕ ｋ ｉ ｇ ｃ ｓ ｓ，ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｈ ｉ ｅ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｔ ｏ ｆｈ ｌ ｒ ａ ｒ ｉ ｆ ｒｅ ｎ ｓ ａ ｌ ａ ｅ ａ ｆ ｃｉ ｅ ｆｒｏ ｅ ｉ ｇ ｒ ｔ ｔ ｉ ５． ｈ ｔｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ａｆａ ｅ ｅｎ ｏ ｃ ｍｅ ｔｉ ｐｐ ｉ ｂｌ ｎｄ ｅｆ ｔｖ ｏ ｐ ｎ ｎ ａ ｉ ｗｉｈ ｎ ０． ｃ ｅ ｏ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ａ ｇ ｐｅ ｉ ｇ； ｒｔｃ ｌｐ ｅ ｓ ｒ ｂｕ ｋ ｉ ｇ； ｎｔ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｌ ｒ ａ ｒ ｉｆ ｒ ｅ ｎ ｌ ｒ ｅ ｏ ｎ ｎ ｃ ｉａ ｒ ｓ ｕ ｅ； ｃ ｌｎ ｆ ｉ ｅｅ ｎ ； ａｆａ ｅ ｅ ｎ ｏｃ ｍｅ ｔ ｉ ｉ ｅ

+1.708e-01
+0.000e+00
施加内压 １４.１ ＭＰａꎬ进行计算ꎮ
２ 结果与讨论
(a)
２.１ 压力容器内压 １０.２ ＭＰａ 计算结果
压力容器封头在 １０.２ ＭＰａ 内压的作用下ꎬ顶盖中心
位置拱起的最大位移约为 ２.５ ｍｍꎮ 连接螺栓承受拉弯耦
U,Magnitude
+2.990e+00
Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｈｅａｄ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ
Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌ ｏｆ Ａｅｒｏｃｒａｆｔ
ＷＡＮＧ Ｂｉｎｇｂｉｎｇꎬ ＬＩＮ Ｍｕꎬ ＭＥＮＧ Ｘｉａｎｇｒｕｉ
( Ｄａｌｉａｎ Ｏｃｅａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｄａｌｉａｎ １１６０２３ꎬ Ｃｈｉｎａ)
压力容器封头连接结构的失效分析大多采用有限元分析
方法ꎮ 有限元分析的原理主要是通过材料退化建模及非
线性方程求解 [５] ꎮ 在有限元渐进损伤分析原理方面ꎬ崔
浩等 [６] 、ＰＩＳＡＮＯ Ａ Ａ 等 [７] 通过研究复合材料接头损伤破
坏ꎬ发现复合材料接头主要是剪切和拉断失效ꎮ 黄河源
等 [８] 研究了非线性面内损伤ꎬ并提出了三维混合失效模
信息技术
王冰冰ꎬ等复合材料压力容器封头连接的建模及失效分析
ＤＯＩ:１０.１９３４４ / ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ１６７１－５２７６.２０２２.０５.０２１
复合材料压力容器封头连接的建模及失效分析
王冰冰ꎬ林木ꎬ孟祥瑞
( 大连海洋大学ꎬ辽宁 大连 １１６０２３)
摘 要:为验证某航空飞行器复合材料压力容器封头连接形式与结构的合理性ꎬ采用有限元分

"0#!建立有限元模型 为了更加方便进行相关计算" 应当对实体的
模型进行简化" 对于整体的屈曲分析" 可按照单 一的尺寸进行结构简化& 忽略中间尺寸的变化" 取 塔筒的顶端直径为 $0*&* X" 顶端壁厚为"$0' XX" 底部直径为 %0&** X" 底部厚度为 $'0* XX" 对
单节的整体塔筒结构尺寸进行分析! 对整体的简 化影响不大$& 建立塔筒模型如图 " 所示&
g*0'(!
#J$
!'$
式中" (% O分别为弹性模量和泊松比" 代入得
$?为 "0'% k"*+ W8&
.
对局部带有门洞的屈曲
""/
"
相对细长比为
槡 /g
$T "$?
!)$
代入得 /g*0$"' l*0$&
其中 $?为屈服极限" 临界压缩应力 $QU为
{$T!!!!!!!!!/#*0$
$QUg
!,$
'g/-;
J #
!"*$
式中" /" ;表示影响系 数" 取 值 由 表 # 决 定&
表 中 & 代 表 孔 径 角" 当 & g$*q时 取 =$&&
! 6$%&M$ 下的 /" g*0,&" '" g*0**# "& 取 /g
*0,&" ;g*0**# "& 代入得 'g*0'+& 所以此塔筒