新150.3:内压椭圆封头屈曲的局部性、自限性、渐进性

百科   2024-10-06 15:07   上海  

新GB/T 150.3中新增的内压椭圆封头屈曲判据和防止屈曲设计方法,由浙江大学郑津洋院士团队提出。

浙江大学李克明博士的学位论文《超大超薄内压椭圆形封头屈曲行为及预测方法研究》(指导教师:郑津洋教授)对此方法有详细的论述。

郑津洋院士和李克明博士也都是GB/T 150.3-2024的编者。

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《超大超薄内压椭圆形封头屈曲行为及预测方法研究》的4.4节介绍了内压椭圆封头的屈曲机理,并指出内压椭圆封头过渡区的压缩应力具有局部性、自限性,内压椭圆封头的屈曲具有渐进性。摘抄如下:

一、局部性

封头过渡区环向应力为负值,即受压缩应力,且压缩应力先随压力升高而增大,是内压椭圆形封头屈曲的产生原因。

此外,仅有封头过渡区环向受压缩应力,过渡区经向受拉伸应力,其它位置也受拉伸应力,从而解释了该内压屈曲的局部特性。

二、自限性

当压力升至较大值时,随着压力继续升高,封头过渡区压缩应力的幅值减小,部分位置压缩应力转为拉伸应力,即压缩应力分布区域也减小。

随着压力的增大,封头过渡区的环向压缩应力先增大、后减小、甚至转为拉伸应力。因此,内压椭圆形封头的屈曲波纹会变小、甚至消失,表现出自限行为。

三、渐进性

对于一些椭圆形封头,其屈曲波纹形成具有渐进性,与封头所受压缩应力相关。

当封头径厚比或径高比变小时,封头所受压缩应力也减小,而且压缩应力具有局部分布特征,所以屈曲波纹是缓慢形成的,具有渐进性。

对于实际封头,屈曲波纹逐渐形成,即波纹数量随压力升高而增加,也是一个渐进的过程。由于实际封头存在形状缺陷,形状缺陷会促进屈曲波纹的形成,即波纹先在缺陷处形成,然后在其它位置再形成波纹。

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