含等深周向裂纹厚壁圆筒在复合载荷下的极限载荷研究

发布时间：2020-08-26 04:56

【摘要】：圆筒是压力容器、管道最重要的元器件之一。在对压力容器、管道用R6方法进行结构完整性评定时,极限载荷是十分重要的参数。目前国内外对含周向裂纹薄壁圆筒的极限载荷研究已经比较成熟和完善,但是在复合载荷作用下厚壁圆筒的极限载荷研究仍然十分缺乏。因此本文对含等深周向内、外裂纹厚壁圆筒在内压,轴向力和弯曲复合载荷作用下的极限载荷进行研究,主要的研究工作如下： (1)本文根据Mises屈服准则,在中性轴假设条件,和周向应力、径向应力常数假设下,推导出了含等深周向内、外裂纹厚壁圆筒在受内压、轴向力和弯矩复合载荷下的近似极限载荷公式。 (2)对处于内压、轴向力和弯曲复合载荷作用下的理想弹塑性材料圆筒进行了有限元分析,计算了不同裂纹深度(α/t=0.2,0.5,0.8),不同裂纹长度(θ/π=0.2,0.8,1)在不同的载荷比例(λ=0.1,1,10,χ=0.1,1,10)作用下的含等深周向内、外裂纹厚壁圆筒极限载荷。 (3)通过本文解与有限元解进行比较和误差分析,结果表明,1.2≤k≤2范围内,本文解小于有限元解,本文解偏保守,除当裂纹长而且深之外,误差在20%以内,可以在工程应用中提供依据；当裂纹长而且深时,本文解与有限元解最大误差超过20%,但误差小于40%,此时对工程应用有一定的指导意义；当k=3时,内压占主导载荷下两种解的最大误差大于25%,小于35%,此时对工程应用有一定的指导意义 (4)通过本文解与有限元解的比较,在本文研究范围内,推荐了计算等深周向内、外裂纹厚壁圆筒极限载荷的σθ和σr的取值。
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH49

【参考文献】