具有大开孔接管结构的椭圆封头边界效应.PDF

维普资讯 华 南 理 工 大 学 学 报 (自然 科 学 版 ) 第 34卷 第4期 JournalofSouth ChinaUniversityofTechnology Vo1．34 NO．4 2006年4月 (NaturalScienceEdition) April 2006 文章编号：1000—565X(2006)04-0106-05 具有大开孔接管结构的椭圆封头边界效应 郭崇志 陈文昕 纪昌盛 (华南理上大学 工、装备与控制]_=程学院，广东 广州 510640) 摘 要：通过理论计算分析 了椭圆封头大开孔结构的一般情况，即两个相互干涉的边界 对封头结构性能的影响问题．发现当开孔率达到90％(即r／=0．9)时，尽管两个干涉的 边界相距很近，但开孔边界的应力集中问题仍然可以按接管边界单独存在的情况进行处 理．这一发现表明，开孔率较大的情况下，边界效应的相互干涉和影响应当加以考虑的传 统观点需要加以修改，从而为提供更简洁的工程设计方法打下 了基础． 关键词：椭圆封头；大开孔；接管；边界效应 中图分类号：TH49 文献标识码 ：A 在研究容器封头的大开孑L接管结构分析理论 开孔率增加时，边界效应相互干涉扩展的严重程度， 中¨ ，通常随着开孔率的增大，壳体上的剩余承载 并且讨论了在边界效应干涉严重的条件下，如何选 区域会减小，接管与封头连接边界与容器封头连接 择结构设汁分析计：苒方法的问题． 边界 的距离越来越短，从而造成两个边界上产生 的边界效应相互干涉越来越严重．以椭圆封头容器 1 干涉效应的理论解析 的大开孑L结构为例，一般认为，当丁f_=孔率增加时，两 根据薄壳理论基础l9和文献[10]中所提出的 个边界效应将会出现严重于涉现象，这时采用单一 接管边界效应的求解方程，对于椭圆封头大开孔接 边界效应理论的分析结果，得到的解析计算方法误 管的边界效应 问题，当只考虑开孑L接管的边界 差会急剧加大．而采用大开孔接管结构的封头容器 时 ，有 中，不可避免会出现这种严重干涉现象，如何选择可 ¨ = e 卜 + (1) 行的设计计算理论与方法，是T程设计人员必须面 式中：e 卜 为齐次通解； 为特解； ¨代表环 对的重大实际bJ『题．此外，结构开孔增大后，由于壳 向 或径向力的解，它由齐次通解he 卜风和特解 体剩余区域的减小，为]程实际}1采用补强构件带 组成；为一个复常数； 为衰减系数． 来很大的困难，甚至无法补强，所以进行这类边界效 应的干涉分析，对=f保证椭圆封头容器大开孑L结构 没计精度和结构工作安全性和nJ靠性都具有重要的 意义． 文献 [7]中提出了考虑接管边界和封头容器边 界同时存在的情况下边界效应的计算 问题；文献 [8]中又专门提出 椭圆封头容器的单一边界效应 计算方法．本文中则通过理沦计算单边界和干涉边 0 界两种情况下的边界效应，进行对比分析，探讨了当 “＼ 收稿H期：2005-05—11 图 I 大开子L接管结构模型