用有限元法对内压柱壳开孔平齐接管的应力集中系数研究

摘要

本文在微机(IBM-PC/XT)上用有限元法对内压柱壳开孔平齐接管的应力集中系数进行了研究。为了在微机上能实施这种问题的研究,本文在程序设计上选择Q_(c5)、Q_6三维块体单元,使用波前法解方程,使所解问题的规模、结果精度和计算速度能保证在微机上进行。对计算模型、网格划分和单元形态方面做了若干数值试验,并同已知柱壳接管结构的实验结果比较,验证了本程序和所建立的柱壳接管有限元模型的可靠性。在0.05≤r/R≤0.7,0≤t/T≤1.4范围,取容器内外径比为1.05,进行了31个内压下开孔接管模型的计算,并根据柱壳、接管结构中应力集中系数与无量纲参数r/R、R/T和t/T的关系,将计算结果整理成不同几何参数下应力集中系数的曲线。该曲线用t/T=0.5、1.0和容器内外径比不同的实验结果作了验证,符合较好,可供设计者参考。