球壳外压屈曲实验平台与设计性实验教学应用

发布时间：2022-01-12 13:13

　　面向新工科建设,以提高过程装备与控制工程专业人才培养质量、加强培养学生自主创新与动手实践能力为目标,在专业核心课程—压力容器实验课中构建球壳外压屈曲实验平台,主要包括外压屈曲基础实验和力学仿真实验两个模块。通过教学案例的实施,展示应用该实验平台开展设计性实验教学的过程。实践表明,该实验平台可操作性强,具有较高的教学实用性。学生通过实践锻炼巩固对专业知识的掌握,形成完备的知识体系,工程实践创新能力得到进一步强化。 

【文章来源】：实验室研究与探索. 2020,39(09)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

非线性屈曲分析结果

图1为球壳外压屈曲实验装置示意图，主要由半球壳试件、密封系统、真空泵、真空表、高速摄像系统和数据采集系统等组成。试件与金属底板形成密闭的空间，通过真空泵将半球壳空间抽成真空状态，以达到在球壳外表面施加均匀外压的目的。压力值可通过两种方式获取，分别为真空表和压力传感器。真空表为传统的读取压力方法，但人为因素的影响明显。而压力传感器可以直接将压力值传送至计算机，较为简便，但压力传感器在实际应用中存在压力和温度误差，需要对温度和压力进行补偿[14]。球壳失稳的全过程通过高速摄像系统记录，平台采用的是MEMRECAM HX-4高速摄像机，其拍摄速度可达108×104F/s，有16 GB的充足存储空间，且所摄像内容直接传送至计算机。密封系统是该实验装置的关键部分，由金属底板以及一系列密封装置实现。如图2(a)所示，金属底板表面加工一圈环形密封沟槽，用于放置O型密封橡胶圈;板上开有通孔，真空管一端插入孔内，连通球壳内部，压力传感器安装在此处，真空管另一端与真空泵的出口连接。如图2(b)所示，半球壳的赤道处设置折边段，用周向等间距分布的螺栓连接金属底板与折边段，拧紧螺栓压紧橡胶圈，给密封提供初始预紧力。

密封系统是该实验装置的关键部分，由金属底板以及一系列密封装置实现。如图2(a)所示，金属底板表面加工一圈环形密封沟槽，用于放置O型密封橡胶圈;板上开有通孔，真空管一端插入孔内，连通球壳内部，压力传感器安装在此处，真空管另一端与真空泵的出口连接。如图2(b)所示，半球壳的赤道处设置折边段，用周向等间距分布的螺栓连接金属底板与折边段，拧紧螺栓压紧橡胶圈，给密封提供初始预紧力。1.2 力学仿真实验

【参考文献】：
期刊论文
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[3]推进大数据、人工智能等信息技术与人文社会科学研究深度融合[J]. 马费成.  评价与管理. 2018 (02)
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本文编号：3584834