压力容器设计标准中外压圆筒初始几何偏差规定讨论.pdf

压力容器设计标准中外压圆筒初始几何偏差 规定的讨论 魏协宇，陈冰冰，郑浣琪，邓志军，高增梁 (浙江工业大学 机械工程学院，浙江 杭州 310014) 摘 要：分别 由简化傅里叶级数模型与一致缺陷模态模型构造带初始几何偏差的外压圆筒，采用 ANSYS有限元进行非线性模拟，当模拟得到的临界压力为理想圆筒临界压力的80％时，得到这两 种模型对应的几何偏差 e值 曲线。将上述 曲线以及ASMEⅧ 一1(或GB150)、ASMEⅧ 一2所规定 的e值、Annaratone所著一书中理论公式求得的e值进行比较分析，结果表明：一致缺陷模态法所得 结果偏保守；在L／D。较小时，采用ASMEⅧ 一1中规定的e值，其结果可能是冒进的；在D，，／t与 L／D。相同时，由简化傅里叶级数模型得到的e值，明显高于一致缺陷模态模型得到的e值 。WRC 公报(443号)提到了试验值(P～Test)大于理论值(P—Theory)的现象，这与初始几何偏差在实际情 况下和理论模型所假设的初始几何偏差不同有关；由ASMEⅧ 一2规定得出的e值均大于简化傅 里叶级数模型得到的e值，说明ASMEⅧ 一2对于e值的规定是可行的。 关键词：外压圆筒；初始缺陷；傅里叶级数；一致缺陷模态法 中图分类号：TH49；TH161；T一65 文献标志码：A 文章编号：1001—4837(2015)03—0020—09 doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2015．03．003 DiscussionofRegulationsof InitialGeometricDeviations onCylindrical Shells underExternalPressureinPr essur eVesselDesignStandard WEIXie—yu，CHENBing—bing，ZHENGHuan—qi，DENGZhi—jun，GAOZeng—iiang (CollegeofMechanicalEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China) Abstract：SimplifiedFourierseriesandeigenmode．affinegeometricimperfectionsareemployed tobuild cylindricalshellswith initialgeometricdeviationsunderexternal pressureinnonlinearANSYSfinitee1e． mentanalysis．Thecurvesofe(thedeviationvalue)areobtainedwhensimulationpressureis80％ ofthe criticalpressureofprefectcylinders．ComparethesimulationresultwiththeeCHIVesobtainedbyusingthe theoreticalformulasofabookwrittenbyAnnaratoneandtheregulationsofASMEⅧ 一1．ASMEⅧ 一2．It showsthat：thesimulationcriticalpressureisconservativewheneigenmode．affineisemployedtobuildthe geometricimperfections；WhenthevalueofL／D issmall，thevalueofefromASMEⅧ ～1maybeaggres． 。 sive；ThevalueofeobtainedbysimplifiedFourierseriesisbiggerthan theoneobtainedbyeigenmode． affinegeometricimperfectionsatthesamevalueofD ／tandL／D ． Therealreasonwhythevalueof P—Testisbiggerthanthevalueofp-TheorywhichismentionedinWRCbulletin (No．443)isthatther