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1、循環(huán)內(nèi)壓下球形封頭開(kāi)孔接管的安定評(píng)估方法鄭小濤，陳瑤，喻九陽(yáng)，徐建民，王成剛，林緯(武漢工程大學(xué)化工裝備強(qiáng)化與本質(zhì)安全湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北武漢430205)摘要：基于有限元軟件Abaqus系統(tǒng)，研究了開(kāi)孔半徑和開(kāi)孔位置因素對(duì)球形封頭在循環(huán)內(nèi)壓下彈性安定極限載荷的影響，提出了相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)評(píng)估方法。驗(yàn)證結(jié)果表明，安定評(píng)估方法可較好地評(píng)定循環(huán)內(nèi)壓下開(kāi)孔球形封頭的安定性。關(guān)鍵詞：球形封頭；安定性；極限載荷；開(kāi)孔中圖分類(lèi)號(hào)：TH49；TQ055．8；0344．7文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001—4837(20
2、14)12—0018～05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2014．12．004ShakedownEstimationMethodsforPerforatedSphericalCoverunderCyclicInternalPressureZHENGXiao—tao，CHENYao，YUJiu—yang，XUJian—min，WANGCheng—gang，LINWei(HubeiProvincialKeyLaboratoryofChemicalEquipmentIntens
3、ificationandIntrinsicSafety，WuhanIn—stituteofTechnology，Wuhan430205，China)Abstract：BasedonthefiniteelementprogramAbaqus，theelasticshakedownlimitofperforatedsphericalcoverconsideringthemaineffectfactors，suchasopeningradiusandopeningposition，wasinvestiga
4、tedsystematicallyaccordingtothesimplifiedshakedownlimitalgorithmundercyclicinternalpressureand，thecorrespondingshakedownevaluationmethodwasfurtherproposed．Resultspresentedthattheproposedshakedownestimationmethodshowsgoodreliabilityforshakedownevaluatio
5、nofperforatedsphericalcoverundercyclicinternalpressure．Keywords：sphericalcover；shakedown；limitload；perforation厚度最薄，從節(jié)省材料和強(qiáng)度上看，是最合理的。0引言球形封頭由于其優(yōu)良特性，在工業(yè)上大量使用。球形封頭開(kāi)孔會(huì)造成局部應(yīng)力集中，開(kāi)孔處最易球形封頭是以球殼的球冠部分所形成的封造成損壞，故對(duì)開(kāi)孔處的彈性安定極限進(jìn)行比較頭，有半球形封頭和無(wú)折邊球形封頭兩類(lèi)。壓力與分析，主要計(jì)算循環(huán)內(nèi)壓對(duì)球形
6、封頭接管處的容器多采用半球形封頭作為端封頭，其優(yōu)點(diǎn)是在彈性安定。經(jīng)典的安定理論認(rèn)為，如果循環(huán)載荷同樣容積下表面積最小，相同承壓條件下需要的下結(jié)構(gòu)的塑性變形有限，則安定。這說(shuō)明基于安基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51305310)；湖北省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(Q2O131506)·18·CPVT循環(huán)內(nèi)壓下球形封頭開(kāi)孔接管的安定評(píng)估方法并作彈性分析，得到彈性應(yīng)力。徑增大而逐漸降低的，同時(shí)也可以得出使用(2)將常載荷和循環(huán)載荷進(jìn)行彈塑性分析。min{P，2P}方法與Abdalla方法求出的彈性安第
7、一步施加的常載荷為零(因?yàn)槲闹袃H考慮循環(huán)定極限基本一致，但相對(duì)于Abdalla方法較為復(fù)內(nèi)壓載荷)；第二步將循環(huán)內(nèi)壓的前半周期分為Ⅳ雜，min{P，2P}方法得出的結(jié)果既準(zhǔn)確也簡(jiǎn)便。步漸增式加載，此時(shí)的最大應(yīng)力必須不低于材料屈服強(qiáng)度，并保存每步的分析結(jié)果，得到循環(huán)載荷P下的塑性應(yīng)力。7．2(3)由計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的殘余應(yīng)力分量：or=O'Ep—orEP／P，(1)并進(jìn)一步計(jì)算Mises等效殘余應(yīng)力：=去√Z[(一)+(一)+(一)+6(，I++)]5．6(2)式中?——主應(yīng)力，MPaO．10．32r／尺
8、．r，丁，——切應(yīng)力，MPa(4)輸出所有等效殘余應(yīng)力大于屈服強(qiáng)度的載荷值，查找最小載荷值對(duì)應(yīng)解的增量步i，則第圖4L：62．5mlll時(shí)，不同開(kāi)孔半徑條件下的i一1步載荷為安定極限載荷。彈性安定極限3．2min{P￡，2P}方法為系統(tǒng)比較開(kāi)孔半徑與開(kāi)孔位置改變下的結(jié)比例加載下，結(jié)構(gòu)的彈性安定極限可進(jìn)一步構(gòu)的安定極限載荷，對(duì)開(kāi)孔半徑分別為25，50，簡(jiǎn)化為：62．5，87．5mm和L=0～137．5mm條件下的安P=rain{，2P}(3)定極限進(jìn)行研究。值得注意的是
