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

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核力动工程 N lua e wgn e gi ecr o PEnri e nr V .2l N..O 1 5 0 5

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章编文：号2 8 96 2 0)03 .55 05— 2( 04 .0 4 004

初始由何缺几陷引起的薄壁压力容器 在内作压用下局部的线性非曲屈 万 ,陶力明 2,吴伟莘馨，何树延 清(华大学能与新能源核术研技究院北京，01;8.江大学固体学力研所究，杭州，302 1) 004 2浙 107

摘要：采非用性线限元法有，分了析初由几始何陷缺起的引壁压力容器在内薄作用压下头封过区渡局的 弹部性屈曲塑先首计算考虑材料了弹塑的性壁薄力压容器内在压作用的下力静析分。算分计发现析，容的器简与体球的局部过渡壳段域在内区压作下用向瘪进内。其表形现式同压作外类似用，此因在过该区域渡会出现内内失压稳然后分别考。虑了2种初几始何缺陷：在①局该部过区域内渡引初始位入缺陷；②移该在局部过区域渡内入引均非匀容器厚度的缺陷采用由位控制的修正移Rk/a i s m方m法算计载荷 .R变形况情，从而分屈析载荷和屈曲曲态。发形生曲后屈续继载：在压加容器力过区渡，屈曲区域将内渐增逐加，即出现多处褶皱分。结析果同试验吻相合

。关键词：初几何始缺陷结构；定性稳薄壁；力容器；内压压非；性屈线曲 中图类号分 T:1 . U3 1 2献标文识码 A: 1引言 结构屈本质曲结是的构平衡定性问题。处稳于 平衡状态的系统，受外到微界小动而偏扰其离平衡位，置动扰除后，系统能够去恢复原到的来平状衡态，为稳即平定衡；如果受在到微扰动小后结，构生产较大偏离，丧的失回到复初平始衡

行线弹性分析而且要进行，塑弹性应大变的料材非线性和几何线性非分。对于析工程核中常的

金属用器，因容材料弹模性量较大屈服点，对较相小 ,通当局常皱部褶产生时材，已经料屈服。因此，这种况情下屈的属于曲性屈曲塑其，曲屈压 力的计要算弹性比问题复得杂。多

状态能的力即为不，定平稳。由衡稳平定到衡不 定稳平衡的临界状时态的压力就是界临失稳载 。对荷承于外受的薄壳压构，虽结然膜应远小 力材料于的度极强限，甚至不超屈过极服限，都 能因结构整体或可局部的失

稳而使结构得丧失承载能。力薄如壁筒圆、承容器等压受在压外(轴或向

对于复结杂的构曲分析，屈数分析的方值法如有限元被法广泛应用。对弹于性屈曲问题，通常采用有 元法建限其相立应特的值问题征，并 解求临界力压。对于塑屈曲问题性，该法方不适用； 常通过通结给构入适引的扰当(如动何或几材料 压 )力用作下壳体，向周(或轴向力应 )压应为，力容易生产曲屈效失。一对些壁薄器容的压试耐验发现 ,当压内加至定程一时度在封头过，渡区发沿周生的向褶皱。在由柱壳到球【的壳过渡区，l】 在内压作用局部周向下力实应际为应压，力就这是导致薄容壁器在内作压用下部失稳局的因原。

的始缺陷初或者，载外扰)求动结解构加载过在 ,程中的位响应历移程通；载过一曲荷可线以识变形别屈曲点其采用。限元法进有弹塑行屈曲问题性的析分时，不宜采常用的载荷用增法量，而采应用位由移制的计算方法控通常，称弧长法为 r(lg t o) J qAc n t M hed。用的常弧法长如 R/k e hsi R m法在大算型非性线限元软有件中已经得包 am到了实 现。 在采用Rk/ m算法a进行塑性屈或曲后 i m Rs屈问题的分析曲时，要需结给构入适引的初始当

程结工构中力学问题的，本上都是非质性的线线，性假只设是为了简化所研的问究题而取的近采似方。对承受高压的法薄壁容，不器要进 仅收日期：稿 30-1020 .1;修回日 20-:- 2期 040 26 0 维