基于伽辽金法的圆柱形衬壳限制失稳研究-福州大学学报.pdf

第４１卷 第５期 福州大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．５ ２０１３年１０月 ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） Ｏｃｔ．２０１３ ＤＯＩ：１０．７６３１／ｉｓｓｎ．１０００－２２４３．２０１３．０５．０８８２ 文章编号：１０００－２２４３（２０１３）０５－０８８２－０５ 基于伽辽金法的圆柱形衬壳限制失稳研究 １ ２ ２ 陈丹阳 ，赵 国 ，刘康林 （１．漳州职业技术学院，福建 漳州　３６３０００；２．福州大学化学化工学院，福建 福州　３５０１１６） 摘要：研究了圆柱形衬壳的限制失稳问题．应用最小势能原理导出了圆柱形衬壳在均匀外压作用下屈曲的控 制方程；通过伽辽金法对圆柱形衬壳的临界屈曲问题进行了求解；引入波长缩短比例因子，研究了衬壳与外围 设备壁面之间的接触对衬壳屈曲临界压力的影响．研究结果表明，在不考虑衬壳与外围设备壁面的接触而只 是将衬壳的屈曲位移限制在外围设备空腔内部的情况下，相比于衬壳自由失稳其限制失稳的临界压力在所选 模型尺寸范围内提高了３６％左右；边界接触可使衬壳失稳的临界压力有很大提高，当衬壳屈曲环向波长缩短 至其自由失稳的一半时，衬壳限制失稳临界压力可达其自由失稳临界压力的３倍． 关键词：衬壳；圆柱壳；限制失稳；伽辽金法 中图分类号：ＴＱ０５０．２　 文献标识码：Ａ ＡｓｔｕｄｙｏｎｂｕｃｋｌｉｎｇｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｉｎｅｒｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＧａｌｅｒｋｉｎｍｅｔｈｏｄ １ ２ ２ ＣＨＥＮＤａｎ－ｙａｎｇ，ＺＨＡＯＧｕｏ，ＬＩＵＫａｎｇ－ｌｉｎ （１．ＺｈａｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｆｕｊｉａｎ３６３０００，Ｃｈｉｎａ； ２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＦｕｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ，Ｆｕｊｉａｎ３５０１０８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅａｌｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｆｉｎｅｄｂｕｃｋｌｉｎｇｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｉｎｅｒ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｅｑｕａｔｉｏｎ ｆｏｒｔｈｅｂｕｃｋｌｉｎｇｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｉｎｅｒｕｎｄｅｒｕｎｉｆｏｒｍｅｘｔｅｒｎａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆｍｉｎｉｍｕｍｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｎｅｒｇｙ．Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｂｕｃｋｌｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｉｎｅｒｗａｓｓｏｌｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇ ｔｈｅＧａｌｅｒｋｉｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｓｈｏｒｔｅｎｅｄｓｃａｌｉｎｇｆａｃｔｏｒｏｆｔｈｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆ ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｉｎｅｒａｎｄｔｈｅｗａｌｌｏｆｔｈｅｏｕｔｅｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｎｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｂｕｃｋｌｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｌｉｎｅｒｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ ，ｉｆｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｃｙｌｉｎｄｒｉ ｃａｌｌｉｎｅｒａｎｄｔｈｅｗａｌｌｏｆｔｈｅｏｕｔｅｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｓｎｏｔｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｓｃｏｎｆｉｎｅｄｉｎｔｈｅ ｃａｖｉｔｙｏｆｔｈｅｏｕｔｅｒ