由初始几何缺陷引起的薄壁压力容器在内压作用下的局部非线性屈曲

摘要

采用非线性有限元法,分析了由初始几何缺陷引起的薄壁压力容器在内压作用下封头过渡区的局部弹塑性屈曲。首先计算了考虑材料弹塑性的薄壁压力容器在内压作用下的静力分析。计算分析发现,容器的筒体与球壳的局部过渡段区域在内压作用下向内瘪进。其表现形式同外压作用类似,因此在该过渡区域内会出现内压失稳。然后分别考虑了2种初始几何缺陷:①在该局部过渡区域内引入初始位移缺陷;②在该局部过渡区域内引入非均匀的容器厚度缺陷。采用由位移控制的修正Riks/Ramm方法计算载荷-变形情况,从而分析屈曲载荷和屈曲形态。发生屈曲后继续加载。在压力容器过渡区内,屈曲区域将逐渐增加,即出现多处皱褶。分析结果同试验相吻合。