力、軸壓、軸拉、外壓等載荷作用,殼體對(duì)這些外載荷起主要的承載作用。由于復(fù)合材料殼體纏繞成型工藝與結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其力學(xué)性能往往具有明顯的方向性,尤其是徑向模量通常較低,這對(duì)殼體在某些方向的承載能力有較大影響,例如殼體往往不具備高外壓承載能力。當(dāng)殼體的外載荷承載能力較低時(shí),需要考慮殼體的穩(wěn)定性問題[1-2]。杜建科等[1]對(duì)某固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的纖維復(fù)合材料殼體燃燒室在均布側(cè)壓作用下的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,考慮了不同藥柱模量對(duì)屈曲載荷的影響,并與不計(jì)藥柱時(shí)殼體承壓能力作了

，相關(guān)學(xué)者在臨界外壓作用下屈曲失穩(wěn)方面進(jìn)行了大量研究。馬文亮等[3]考慮了初始缺陷因素，采用解析法和半解析有限元法分別對(duì)埋藏式加勁壓力鋼管進(jìn)行外壓穩(wěn)定性計(jì)算；梁月英[4]、李明[5]等在屈曲和穩(wěn)定性理論的基礎(chǔ)上，利用線性和非線性有限元法分析外壓作用下壓力鋼管的前屈曲和后屈曲臨界失穩(wěn)荷載；Showkati等[6]基于靜水壓力下加勁式管道屈曲試驗(yàn)，分析了加勁式管道的初始屈曲模式、屈曲擴(kuò)展模式、后屈曲模式、屈服線的發(fā)展模式及管道的最終破壞模式；董文勝[7]和Do

前蓋需具備良好的外壓承載性能。尤其當(dāng)艦載多聯(lián)裝武器系統(tǒng)采用燃?xì)鉀_破易碎蓋[2]的高效開蓋方式時(shí),所用發(fā)射箱前蓋質(zhì)量輕且內(nèi)部存在薄弱結(jié)構(gòu)[3-6],前蓋需在內(nèi)壓沖擊下高效破壞,需在外壓沖擊下可靠承壓,這對(duì)發(fā)射箱前蓋的外壓承載性能設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在易碎箱蓋的設(shè)計(jì)流程中,首先需要確定箱蓋的基本外形結(jié)構(gòu)參數(shù),隨后再根據(jù)具體的承載及開蓋要求設(shè)計(jì)箱蓋薄弱結(jié)構(gòu)。在開蓋過程或鄰箱燃?xì)鉀_擊工況中,箱蓋內(nèi)外壁面承受著沿壁面法向作用的壓力載荷,在分別承受內(nèi)、外壓沖擊載荷時(shí)

神，設(shè)計(jì)及制作了外壓容器失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)裝置和壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用在學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，獲得較好的實(shí)驗(yàn)效果．外壓容器失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)裝置；壓力容器爆破實(shí)驗(yàn)裝置；自制設(shè)備；實(shí)驗(yàn)教學(xué)為了適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)人才培養(yǎng)的要求，需要更新教育觀念，努力探索新的人才培養(yǎng)模式，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1-3]．培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力需要從培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、提高創(chuàng)造力和加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練幾個(gè)方面入手．讓學(xué)生從創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)開發(fā)與應(yīng)用著手，發(fā)揮其想象力、創(chuàng)造力，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)，

底管道處于力偶和外壓荷載的組合作用下,因此明確含凹陷海底管道在外壓和力偶荷載組合作用下的屈曲失效機(jī)制,提出相應(yīng)的完整性評(píng)價(jià)方法,對(duì)維護(hù)海底管道的安全運(yùn)行具有重要意義。對(duì)于凹陷海底管道的完整性評(píng)價(jià),ASME B31.8[2]和API 579[3]是工業(yè)界最常用的規(guī)范,但這些規(guī)范給出的方法僅適用于內(nèi)壓占主導(dǎo)作用下的陸上管道。Toscano等[4]考慮了載荷加載路徑的影響,研究了管道在力偶和外壓共同作用下的極限彎矩承載力,并進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)研究。付光明等[5]建

坯外部加載介質(zhì)的外壓成形方法，由于受到筒坯外壓穩(wěn)定性影響容易產(chǎn)生“失穩(wěn)起皺”現(xiàn)象，成形過程不宜控制、成形質(zhì)量不宜保證，制約了外壓成形方法的應(yīng)用[10–13]。尋求一種具有較好變形方式，既可以延緩失穩(wěn)過程的產(chǎn)生，又在筒坯失穩(wěn)后的起皺過程中能夠合理控制褶皺形態(tài)變化，使之在成形結(jié)束前消除褶皺，滿足成形零件尺寸精度要求，這對(duì)拓寬外壓成形應(yīng)用范圍具有重要意義。粘性介質(zhì)外壓成形方法是在板類零件粘性介質(zhì)壓力成形以及薄壁回轉(zhuǎn)體零件粘性介質(zhì)內(nèi)壓成形基礎(chǔ)上，針對(duì)薄壁回轉(zhuǎn)體零件

，mm4;L——外壓筒體計(jì)算長度，mm;LB——大加強(qiáng)圈與相鄰兩側(cè)加強(qiáng)圈間距之和的一半，mm;Le——筒體有效長度，mm;Ls——小加強(qiáng)圈與相鄰兩側(cè)加強(qiáng)圈間距之和的一半，mm;n——筒體預(yù)期屈曲波數(shù)；Ns——小加強(qiáng)圈個(gè)數(shù)；Pa——按ASME BPVC.Ⅷ.2計(jì)算的加強(qiáng)圈間筒體許用外壓，MPa;Pal——按ASME BPVC.Ⅷ.2計(jì)算的大加強(qiáng)圈間筒體許用外壓，MPa;Pas——按ASME BPVC.Ⅷ.2計(jì)算的小加強(qiáng)圈間筒體許用外壓，MPa;Pc——設(shè)計(jì)外

MPa，最大抗外壓差100 MPa。1.2 伸縮管全尺寸模型建立完井管柱伸縮管是一種可伸縮短節(jié)，對(duì)井口、井下管柱以及封隔器等井下工具起到保護(hù)作用［13］。伸縮管主要由內(nèi)筒和外筒兩部分組成，根據(jù)伸縮管工作原理，伸縮管有4種工作狀態(tài)，如表1所示。其典型狀態(tài)1是銷釘未剪斷，伸縮管處于壓縮狀態(tài)，如圖1(a)所示；其典型狀態(tài)2是銷釘剪斷，伸縮管呈拉伸狀態(tài)［14］，如圖1(b)所示。圖1 伸縮管示意圖Fig. 1 Schematic diagram of the t

壓鼓脹而內(nèi)包殼受外壓屈曲，失效的形式比較復(fù)雜，且不同的失效形式可能會(huì)導(dǎo)致不同的后續(xù)分析結(jié)果和響應(yīng)動(dòng)作。為對(duì)環(huán)形燃料元件LOCA下整體受壓失效形式的問題進(jìn)行研究，有必要在堆外開展針對(duì)環(huán)形燃料元件內(nèi)包殼在LOCA下失效行為的試驗(yàn)研究。1 試驗(yàn)?zāi)康漠?dāng)壓水堆發(fā)生LOCA時(shí)，燃料元件快速升溫，對(duì)燃料元件的包殼主要帶來了兩方面影響：首先，燃料元件包殼材料(主要是鋯合金)的強(qiáng)度隨溫度升高而下降，同時(shí)形成氧化鋯使得塑性降低；其次，燃料元件包殼所受壓力隨溫度升高而增大。LO

表面。對(duì)于受局部外壓的圓形有壓隧洞，由內(nèi)壓工況控制設(shè)計(jì)出來的隧洞結(jié)構(gòu)是否能滿足要求，本文對(duì)此作了相應(yīng)研究與分析。2 工程案例某水電站位于四川省涼山彝族自治州木里縣境內(nèi)的雅礱江中游河段上，樞紐主要建筑物由擋水建筑物、泄洪消能建筑物及引水發(fā)電系統(tǒng)等組成。其中高壓隧洞斷面有城門洞型和圓形2種。按照原設(shè)計(jì)，圓形隧洞襯砌厚度0.8 m，凈跨度10.4 m，設(shè)計(jì)時(shí)按照內(nèi)水壓力作為配筋設(shè)計(jì)工況，取配筋面積4 908 mm2。按照SL 279—2016《水工隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》

深的增加，管道在外壓下的壓潰和屈曲是深水海底管道主要的失效模式之一[5]，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)管道在外壓、彎矩或軸力等載荷共同作用下的屈曲破壞問題進(jìn)行了大量的研究[6-9]，管道在扭矩和外壓聯(lián)合作用下的破壞機(jī)理仍需進(jìn)一步分析．Arghavan等[10]考慮空心管截面形狀，推導(dǎo)了薄壁至中厚壁管結(jié)構(gòu)受扭矩作用的解析公式. Mahmoud等[11]通過實(shí)驗(yàn)研究了鋼管在循環(huán)扭矩作用下的力學(xué)響應(yīng)，探索不同扭轉(zhuǎn)角度、歷史加載和開口缺陷對(duì)鋼管性能的影響．管道扭轉(zhuǎn)變形的截面基本平

， 各標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于外壓容器計(jì)算長度的規(guī)則存在差異［1］，特別是當(dāng)錐殼的大端或小端不起支撐作用時(shí)，計(jì)算長度該如何取，錐殼厚度、筒體厚度該如何確定， 相對(duì)應(yīng)的加強(qiáng)圈該如何設(shè)計(jì)等問題還需要進(jìn)一步研究以得到更令人滿意的結(jié)果。 ASME Ⅷ-1［2］標(biāo)準(zhǔn)中筒-錐結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的最小加強(qiáng)面積計(jì)算方法來源為Farr的理論分析，并未考慮錐殼可能起到的加強(qiáng)作用， 而EN 13445-3則將錐殼半錐角α≥30°的筒-錐結(jié)構(gòu)不連續(xù)處作支撐線處理。 受外壓筒-錐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路為：首先

之前。所以，失穩(wěn)外壓是海底管道計(jì)算時(shí)首要考慮的影響因素。文中針對(duì)承受外壓作用的某深水海底管道，采用有限元模擬方法，利用特征值屈曲分析的最大變形，構(gòu)造管道初始缺陷，進(jìn)行不同徑厚比管道的非線性屈曲分析，提出了海底管道的臨界外壓判別的新方法。1 海底管道外壓失穩(wěn)文獻(xiàn)研究針對(duì)海底管道失穩(wěn)屈曲問題，國內(nèi)外學(xué)者均有研究。Timoshenko［2］給出了均勻厚度的圓形薄殼受外壓作用產(chǎn)生局部屈曲的平面應(yīng)變經(jīng)典解。針對(duì)含初始缺陷的海底管道，余建星等［3］研究了在彎矩和水壓聯(lián)

圖1。圖1 承受外壓時(shí)頂壁連接處力的傳遞與抗壓(拉)環(huán)受力分析抗壓(拉)環(huán)所受的拉力故抗壓(拉)環(huán)面積1) 對(duì)于Q235B(Q235C)，取σs=225 MPa作為抗壓(拉)環(huán)破壞時(shí)的屈服強(qiáng)度，則如需保證網(wǎng)架頂鐘罩在被提起的瞬間抗壓(拉)環(huán)首先被破壞，則應(yīng)滿足2) 對(duì)于其他牌號(hào)材料，應(yīng)滿足(1)如果直接采用標(biāo)準(zhǔn)中的計(jì)算公式確定抗壓(拉)環(huán)的總面積，對(duì)于除Q235系列外的其他碳鋼、低合金鋼儲(chǔ)罐，因A的最大值較真實(shí)控制值大，不能確保抗拉(壓)環(huán)首先破壞，罐體將

況下，球殼將承受外壓的作用。 因此，在確定球殼厚度時(shí)，不但要滿足內(nèi)壓強(qiáng)度計(jì)算，還需滿足外壓校核計(jì)算。 筆者介紹了受外壓作用時(shí)球殼的名義厚度的計(jì)算方法，并根據(jù)名義厚度反推出對(duì)應(yīng)的最大工作壓力。1 球殼名義厚度的計(jì)算方法對(duì)于受外壓的球罐，在設(shè)計(jì)過程中，需要同時(shí)進(jìn)行內(nèi)壓強(qiáng)度計(jì)算和外壓校核計(jì)算，然后將兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，選取其中的較大值作為球殼的名義厚度。1.1 內(nèi)壓強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)GB/T 12337—2014《鋼制球形儲(chǔ)罐》［3］標(biāo)準(zhǔn)中第6.2.1節(jié)中的計(jì)算公式

殘余變形，閥座在外壓作用下失穩(wěn)。本文對(duì)受外壓閥座進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變分析，并提出閥座強(qiáng)度、應(yīng)變的設(shè)計(jì)、計(jì)算方法。關(guān)鍵字：閥座，應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)，穩(wěn)定性1.閥座失穩(wěn)的發(fā)生管線球閥的閥座可視為一個(gè)薄壁圓筒，把閥座作為一個(gè)閥門內(nèi)件，通常不考慮閥座的失穩(wěn)。但對(duì)于一個(gè)大口徑高壓球閥的閥座，按API-6D進(jìn)行DIB-I試驗(yàn)時(shí)，閥座是一個(gè)受外壓的薄壁圓筒，可能發(fā)生失穩(wěn)，需進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變分析和計(jì)算。Class900，NPS56的管線球閥，在一次DIB-I的試驗(yàn)時(shí)，二側(cè)密封座發(fā)生大量泄漏

kPa的儲(chǔ)罐稱為外壓儲(chǔ)罐【3-4】。設(shè)計(jì)真空壓力以及作用在罐壁上的風(fēng)壓可使罐體產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，導(dǎo)致大型儲(chǔ)罐因剛度不足而發(fā)生失穩(wěn)【5-6】。國內(nèi)外均發(fā)生過在強(qiáng)風(fēng)作用下罐壁失穩(wěn)失效的事故。如：1968年，國內(nèi)2臺(tái)浮頂油罐投入使用前，在強(qiáng)風(fēng)作用下，罐壁發(fā)生失穩(wěn)破壞【7】；2001年，阿根廷儲(chǔ)罐在建造過程中、大風(fēng)作用下，罐壁發(fā)生失穩(wěn)破壞【8】。工程設(shè)計(jì)中，在滿足強(qiáng)度的前提下，常設(shè)置加強(qiáng)圈(或抗風(fēng)圈)來提高罐壁穩(wěn)定性【9-10】。本文著重比較中美設(shè)計(jì)規(guī)范中大型儲(chǔ)罐罐壁

型膨脹節(jié)的許用外壓， 針對(duì)Ω 型膨脹節(jié)的許用外壓確定外壓檢漏試驗(yàn)壓力， 以此壓力進(jìn)行Ω 型膨脹節(jié)外壓檢漏試驗(yàn)，比較常規(guī)強(qiáng)度試驗(yàn)與外壓檢漏試驗(yàn)的優(yōu)越性。圖1 Ω 型膨脹節(jié)1 Ω 型膨脹節(jié)許用外壓的確定根據(jù)我公司承接的某某項(xiàng)目換熱器用膨脹節(jié)，針對(duì)實(shí)際制造中遇到的問題展開理論計(jì)算。文獻(xiàn)[2]一方面討論將Ω 型波紋管看成具有加強(qiáng)圈的筒體，Ω 波可以看成是筒體組合的加強(qiáng)圈， 來校核Ω 型波紋管直邊強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 另一方面討論Ω 波部分強(qiáng)度計(jì)算。 本文采用推導(dǎo)出的強(qiáng)

空管道在設(shè)計(jì)工況外壓下壁厚的計(jì)算和夾套內(nèi)管在設(shè)計(jì)工況及水壓試驗(yàn)下外壓失穩(wěn)的校核計(jì)算，一直是管道強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)?；跇?biāo)準(zhǔn)的圖算法在應(yīng)對(duì)工況復(fù)雜且管線數(shù)量繁雜時(shí)的低效率和低精度的弊端，設(shè)計(jì)人員往往會(huì)尋求工具軟件來輔助計(jì)算，同時(shí)國產(chǎn)軟件基于壓力容器GB/T 150校核公式且不具備ASTM/ASME材料數(shù)據(jù)庫和國外軟件基于壓力容器建造規(guī)則 ASME VIII開發(fā)且不具備GB材料數(shù)據(jù)庫的天然特點(diǎn)，也讓設(shè)計(jì)人員很難應(yīng)對(duì)多種材料體系混合使用的項(xiàng)目。筆者針對(duì)SW

備設(shè)計(jì)剛度偏弱，外壓加強(qiáng)圈不能滿足要求圖2 填料塔外形圖表1 基本設(shè)計(jì)參數(shù)通過查看原計(jì)算書發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)過程中外壓計(jì)算時(shí)塔釜處的2000mm液柱靜壓力未取消造成外壓計(jì)算壓力值為-0.08MPa，重新按-0.1MPa校核，外壓加強(qiáng)圈剛性校核不合格；當(dāng)外壓長度L=4000mm時(shí)，許用外壓P1為0.12033MPa。根據(jù)現(xiàn)場情況，最大外壓長度L=2500mm，增加加強(qiáng)圈，得到許用外壓P2為0.16416MPa。外壓筒體及加強(qiáng)圈核算過程如下[1]。3 . 1 . 1

端情況分析表明，外壓作用時(shí)支護(hù)系統(tǒng)強(qiáng)度可以保證洞室穩(wěn)定。表3 不同側(cè)壓力系數(shù)的圍巖應(yīng)變統(tǒng)計(jì)表圖2 圍巖襯砌內(nèi)軸力圖3 圍巖襯砌內(nèi)彎矩圖4 圍巖襯砌內(nèi)側(cè)環(huán)向應(yīng)力圖5 圍巖襯砌外側(cè)環(huán)向應(yīng)力圖6 襯砌鋼支撐應(yīng)力4 圍巖襯砌厚度優(yōu)化分析圍巖段的二襯鋼筋混凝土襯砌厚度，原設(shè)計(jì)根據(jù)內(nèi)壓的大小采用30cm和50cm兩種方案[5]?，F(xiàn)再取45cm和40cm進(jìn)行計(jì)算分析，討論合理的襯砌厚度。計(jì)算時(shí)取最大的內(nèi)壓和外壓進(jìn)行分析。4.1 外壓情況的計(jì)算結(jié)果此工況僅考慮外壓和自重，

時(shí)間很短。本文對(duì)外壓載荷下玻纖增強(qiáng)柔性管力學(xué)性能進(jìn)行研究，采用有限元軟件ABAQUS建立外壓模型，并對(duì)玻纖增強(qiáng)柔性管進(jìn)行外壓試驗(yàn)，將管道可承受的最大外壓數(shù)值分析結(jié)果分別與有限元分析結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者的吻合度很高，表明文中的理論公式可用來計(jì)算玻纖增強(qiáng)柔性管可承受的最大外壓值，指導(dǎo)工程實(shí)踐。目前只對(duì)玻纖增強(qiáng)柔性管的制造工藝和安裝方式等內(nèi)容進(jìn)行初步研究，有關(guān)其力學(xué)性能的研究還處在起步階段[1-2]。1 數(shù)值分析1.1 基本假設(shè)玻纖增強(qiáng)柔性管作為黏接管

，其安裝到位后抗外壓強(qiáng)度是一個(gè)重要參數(shù)，對(duì)現(xiàn)場應(yīng)用有重要影響。美國的 Kyriakides 等[3]對(duì)長度為 1.8 m，內(nèi)徑為510 mm的試件進(jìn)行了34.5 MPa的外壓屈曲試驗(yàn)，他們將試件放入盛水的筒體內(nèi)模擬外部壓力。大連大學(xué)的周承倜等[4]也使用盛水的筒體內(nèi)模擬外部壓力，對(duì)直徑為529 mm，長度為2 m的試件進(jìn)行試件的外壓，其試驗(yàn)外壓不到1 MPa，不同之處是他在試驗(yàn)裝置中加入了液壓千斤頂。余建星等利用深海壓力艙進(jìn)行了直徑為325 mm、406

，因此主要承受的外壓。2 無縫鋼管參數(shù)的計(jì)算確定2.1 內(nèi)壓無縫鋼管的參數(shù)的計(jì)算確定由于無縫鋼管5主要承受內(nèi)壓屬于壓力容器，需按照GB/T150-2011《壓力容器》的要求來確定無縫鋼管5的規(guī)格參數(shù)。已知條件為：工作壓力P=3 MPa，鋼管外徑為Do=219 mm，長度為1 500 mm。無縫鋼管選擇流體運(yùn)輸用不銹鋼無縫鋼管(GB/T14976-2012)，材料牌號(hào)為06Cr19Ni10。該裝置的工作最大壓力P=3 MPa，取安全系數(shù)為1.3，得到設(shè)計(jì)壓力

力。當(dāng)承受的橫向外壓達(dá)到某一極限值時(shí)，橫截面會(huì)突然失去原來的圓形，被壓扁或出現(xiàn)有規(guī)則的波紋，這種現(xiàn)象稱為外壓周向失穩(wěn)[2]。周向失穩(wěn)的表現(xiàn)形式為波峰塌陷，其失效形式類似于外壓圓筒產(chǎn)生的周向失穩(wěn)[3-4]。波紋管周向外壓失穩(wěn)的理論計(jì)算是將波紋管等效成一個(gè)當(dāng)量圓筒，然后按外壓圓筒的穩(wěn)定性問題進(jìn)行計(jì)算，該過程將波紋管作為剛性體，并未考慮位移對(duì)波紋管周向穩(wěn)定性的影響[5-6]。李張治等[7]將力學(xué)模型等效轉(zhuǎn)化，提出位移載荷作用下波紋管周向應(yīng)力計(jì)算的一種新方法，對(duì)大

埋藏式壓力管道抗外壓穩(wěn)定分析的阿姆斯圖茲法（簡記阿氏法）使用建議，剖析了其臨界外壓計(jì)算的影響因素和應(yīng)用條件。統(tǒng)計(jì)了阿氏法主要影響因素，即埋管徑厚比、縫隙率和屈服強(qiáng)度的國內(nèi)工程實(shí)例的數(shù)據(jù)，進(jìn)而研究了這3種影響因素在工程實(shí)例范圍內(nèi)對(duì)阿氏法臨界外壓計(jì)算值的影響規(guī)律。對(duì)比了阿氏法簡化公式與原公式的計(jì)算精度，結(jié)合強(qiáng)度破壞模式開展了阿氏法應(yīng)用條件研究，給出了基于管道徑厚比數(shù)值的阿氏法選用建議，并用試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證分析。研究表明：徑厚比小于35時(shí)，需同時(shí)考慮抗外壓穩(wěn)定

本文對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)中外壓石墨圓筒強(qiáng)度的計(jì)算方法進(jìn)行了對(duì)比，對(duì)外壓石墨圓筒壁厚計(jì)算公式進(jìn)行了優(yōu)化。關(guān)鍵詞：石墨;外壓;計(jì)算方法DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.009石墨具有良好的耐腐蝕性和傳熱性能，由石墨材料加工而成的設(shè)備被廣泛的應(yīng)用于石油化工、農(nóng)藥以及冶金等行業(yè)。因設(shè)備的使用工況不同，石墨筒體有承受內(nèi)壓力的情況，也有承受外壓的情況，比如氯化氫氣體合成爐中的石墨爐筒。不同國家的標(biāo)準(zhǔn)中外壓圓筒強(qiáng)度計(jì)算公式有所不同，在設(shè)計(jì)

通。2.2 腹部外壓 已有研究[9]證實(shí)，腹部外壓是臨床最常見的解決結(jié)腸結(jié)襻的方法，運(yùn)用得當(dāng)可減少患者的不適和縮短結(jié)腸鏡到達(dá)回盲部的時(shí)間。腹部外壓分為非特異性外壓和特異性外壓兩種類型[9]。非特異性外壓即預(yù)防性外壓，在腹部的某一部分區(qū)域(恥骨上、左下象限、左中腹等)進(jìn)行加壓，使內(nèi)鏡軸推進(jìn)過程中保持直線以防止襻形成，或?qū)⒓磳⑿纬傻鸟嵬ㄟ^外壓限制其擴(kuò)大。特異性外壓即阻攔性外壓，操作者在內(nèi)鏡軸推進(jìn)過程中，內(nèi)鏡圖像不隨內(nèi)鏡軸推進(jìn)而前進(jìn)甚至倒退時(shí)，通過腹部觸診定位結(jié)

用中，球殼常承受外壓作用，當(dāng)外壓載荷增大到某一數(shù)值時(shí)，球殼會(huì)突然失去原來的形狀發(fā)生失穩(wěn)[2]。國內(nèi)的一些專家和學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了研究，蘇文獻(xiàn)等人[3]對(duì)比了中外壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于外壓球殼的計(jì)算方法，吳曉紅等人[4]分析了光殼和帶加強(qiáng)肋的真空球罐的外壓穩(wěn)定性，任金平等人[5]研究了徑向加強(qiáng)筋對(duì)球罐外壓穩(wěn)定性的影響，李斌等人[6]對(duì)僅承受均布外壓的彈性支撐扁球殼進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，蔡奕霖等人[7]研究了均布外壓作用下復(fù)合材料扁球殼的屈曲和后屈曲行為并優(yōu)化了格柵加筋方

000）0 引言外壓作用下金屬波紋管柱的失穩(wěn)變形在工程上是個(gè)常見問題，是一種常見的結(jié)構(gòu)破壞形式。美國石油天然氣協(xié)會(huì)管道委員會(huì)于1984年分三階段對(duì)管道的應(yīng)力破壞現(xiàn)象進(jìn)行了研究，完成了大量實(shí)驗(yàn)工作，在此基礎(chǔ)上發(fā)布了API-5C3標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)備安全校核提供了依據(jù)。實(shí)驗(yàn)和工程中發(fā)現(xiàn)，API給出的計(jì)算公式與實(shí)際管道失穩(wěn)外壓有較大出入，這主要是由于API-5C3未考慮金屬管的幾何缺陷橢圓度。1 有限元分析由于要討論橢圓度單因素對(duì)金屬波紋管失穩(wěn)外壓的影響，故必須消除不同

℃后，防熱罩承受外壓屈曲載荷從676kPa降低至313kPa，外壓破壞載荷從780kPa降低至165kPa，并分析該結(jié)構(gòu)在工作環(huán)境下的極限承載能力。防熱罩；強(qiáng)度分析；剛度分析1 引言火箭助推器前連桿防熱罩結(jié)構(gòu)是一種特殊的承力結(jié)構(gòu)，主要材料為玻璃鋼，它在火箭實(shí)際飛行過程中會(huì)承受氣動(dòng)載荷作用，隨著飛行高度、飛行速度的逐步增加，助推器前連桿防熱罩結(jié)構(gòu)所承受的氣動(dòng)熱載荷也隨之發(fā)生變化，由于材料和結(jié)構(gòu)的特殊性，國內(nèi)涉及該防熱罩結(jié)構(gòu)承載能力方面的研究較少，且它是火箭中

試驗(yàn)，因此，開展外壓法調(diào)整殘余應(yīng)力的影響研究就成為學(xué)者們重點(diǎn)方向。本文通過數(shù)值模擬和外壓試驗(yàn)開展外壓作用下耐壓球殼人孔區(qū)域殘余應(yīng)力的變化規(guī)律以及調(diào)整效果研究，為合理運(yùn)用外壓法調(diào)整焊接殘余應(yīng)力提供依據(jù)。1 研究對(duì)象為了開展試驗(yàn)和數(shù)值仿真對(duì)比，試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛿?shù)值仿真模型為1：1模型。依據(jù)中國船級(jí)社規(guī)范初步設(shè)計(jì)耐壓球殼試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，然后通過有限元和GL規(guī)范校核試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膹?qiáng)度和臨界失穩(wěn)力，同時(shí)通過有限元分析法對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行線性屈曲校核和非線性屈曲校核，最終驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膹?qiáng)

約鋼材。壓力鋼管外壓屈曲的環(huán)向預(yù)防措施通常采用加勁環(huán)。加勁環(huán)是管道上沿圓周方向設(shè)置的局部加勁部件，可用鋼板、角鋼、T形鋼或槽鋼等沿管環(huán)向焊接而成。與無加勁環(huán)的光面管道相比，帶加勁環(huán)的薄鋼管的外壓屈曲具有不同的特點(diǎn)［5］。加勁環(huán)的存在使管壁的屈曲變形受到阻礙，波數(shù)增多，波幅減小，單憑直覺確定加勁環(huán)管的屈曲變形是比較困難的。加勁環(huán)間管道可模型化為兩端受約束的圓柱殼［6］。研究兩端受約束的圓柱薄殼的外壓屈曲在管道、壓力容器等設(shè)計(jì)中也尤為重要。在進(jìn)行理論分析時(shí)，加

主要承壓殼體為受外壓的球殼，外壓球殼需要在復(fù)雜的深海高壓環(huán)境下為精密儀器設(shè)備提供正常的運(yùn)行環(huán)境，保證科研人員有安全的工作、生活空間，一旦發(fā)生損壞，后果十分嚴(yán)重。因此，對(duì)外壓球殼進(jìn)行安全可靠性評(píng)價(jià)顯得尤為重要。目前對(duì)外壓球殼的研究涉及較少［1］，主要集中在斷裂或疲勞評(píng)價(jià)方面，陳承皓等［2］針對(duì)鈦合金材料短裂紋擴(kuò)展壽命較長的特點(diǎn)，基于Brown-Hobson模型疲勞全壽命計(jì)算法，給出了鈦合金球殼疲勞壽命估算的解決方案。根據(jù)不含交叉項(xiàng)的二次響應(yīng)面法對(duì)全壽命模型進(jìn)

壓力要考慮內(nèi)壓、外壓或最大壓差。當(dāng)夾套側(cè)壓力相對(duì)較高時(shí)，內(nèi)筒體的壁厚往往取決于外壓計(jì)算厚度。為提高經(jīng)濟(jì)效益，降低設(shè)備整體造價(jià)，可在內(nèi)筒體設(shè)置加強(qiáng)圈，提高其穩(wěn)定性，有效降低內(nèi)筒體的厚度?？紤]到結(jié)構(gòu)緊湊及合理性的要求，內(nèi)外筒體間的間隙一般較小，加強(qiáng)圈的設(shè)置受到間隙尺寸的約束。當(dāng)加熱或冷卻介質(zhì)采用低壓蒸汽或循環(huán)冷卻水時(shí)，內(nèi)筒的設(shè)計(jì)外壓相對(duì)較低，所需的加強(qiáng)圈截面尺寸較小，內(nèi)外筒體間的間隙可以滿足加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)尺寸以及換熱介質(zhì)流通面積的要求；當(dāng)夾套內(nèi)介質(zhì)壓力相對(duì)較高(

夾套內(nèi)管所承受的外壓的情況。3 夾套內(nèi)管壁厚選型優(yōu)化如果考慮夾套外管和水壓試驗(yàn)的情況下，需要重新核算夾套內(nèi)管壁厚并對(duì)其實(shí)際承壓能力進(jìn)行核算。因?yàn)槌Ｓ糜?jì)算公式對(duì)于管道外壓沒有考慮，無法用常規(guī)公式進(jìn)行計(jì)算。因此，需要選擇其他公式進(jìn)行計(jì)算。參照規(guī)范GB 150.3-2011[6]《壓力容器 第3部分：設(shè)計(jì)》中的計(jì)算公式，其中對(duì)于直管的外壓設(shè)計(jì)公式和符號(hào)含義如下：式中：[p]—許用外應(yīng)力(MPa)；B—外壓應(yīng)力系數(shù)；D0—圓筒外直徑(D0=Di+2δn)；δe—圓

津大學(xué)化工學(xué)院)外壓薄壁圓筒簡化圖算法段振亞1樊東東2石夢陽1宋曉敏1(1.青島科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院；2.天津大學(xué)化工學(xué)院)承壓設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB150-2011、ASME Ⅷ-1提供的外壓圓筒圖算法需要先假設(shè)厚度，再反復(fù)試算。鑒于上述標(biāo)準(zhǔn)提供方法計(jì)算過程的繁瑣性，依據(jù)Bresse公式和Misses公式，提出了一種新的適用于Do/δe≥4的簡化圖算方法，并繪制出了設(shè)計(jì)壓力為0.1、0.2、0.5、1.0MPa的計(jì)算圖?？梢愿鶕?jù)長徑比L/Do、設(shè)計(jì)壓力pd由圖

13)基于VB的外壓圓筒計(jì)算厚度的計(jì)算齊恩伍(中國原子能科學(xué)研究院，北京 102413)介紹了圓筒在外壓作用下計(jì)算厚度的相關(guān)計(jì)算內(nèi)容。外壓；圓筒；計(jì)算厚度從事壓力容器設(shè)計(jì)工作的人員經(jīng)常碰到設(shè)計(jì)壓力為負(fù)壓的工況，GB150-2011《壓力容器》[1]用圖算法的方式給出了計(jì)算特定厚度下承受外壓時(shí)臨界壓力的計(jì)算方法，計(jì)算完成后只要臨界壓力大于設(shè)計(jì)壓力(外壓)即滿足設(shè)計(jì)要求。但是此種方法只給出了一定厚度下臨界壓力的計(jì)算方法，并未給出一定壓力下臨界厚度(即計(jì)算厚度)

警察學(xué)院基礎(chǔ)部)外壓溫差預(yù)應(yīng)力自增強(qiáng)壓力容器研究*朱瑞林**毛愛鳳朱國林(湖南師范大學(xué)工程與設(shè)計(jì)學(xué)院）（同田中心學(xué)校）（江西警察學(xué)院基礎(chǔ)部)針對(duì)受外壓的圓筒形壓力容器，研究了以溫差應(yīng)力為預(yù)應(yīng)力的壓力容器自增強(qiáng)方法，并探討了其設(shè)計(jì)條件。溫差應(yīng)力外壓壓力容器自增強(qiáng)圓筒0 前言在厚壁圓筒中引入預(yù)應(yīng)力以抵消部分操作應(yīng)力，是一種行之有效的自增強(qiáng)方法。目前引入預(yù)應(yīng)力的方法大多數(shù)是機(jī)械方法，如直接靜液壓法、機(jī)械擠壓法、爆炸脹壓法和固體自增強(qiáng)法[1-2]，對(duì)于自增強(qiáng)問題的

528441）外壓容器扁鋼加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)方法研究劉明（廣東省中山市南方空氣分離設(shè)備有限公司 528441）外壓容器的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是要提高容器剛度和臨界壓力，一般采用增加加強(qiáng)圈和容器壁厚的方法，其中在外壓容器筒體上安裝加強(qiáng)圈是一種被廣泛應(yīng)用的方法。在加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)過程中，需要確定出正確的選型和尺寸，選擇科學(xué)的扁鋼估選公式進(jìn)行簡化計(jì)算。本文重點(diǎn)對(duì)估選公式進(jìn)行了分析，結(jié)合實(shí)例對(duì)加強(qiáng)圈的尺寸進(jìn)行了確定，探究了慣性矩和組合界面實(shí)際慣性矩的計(jì)算方法。外壓容器；慣性矩；加強(qiáng)圈；設(shè)

括內(nèi)壓強(qiáng)度計(jì)算和外壓穩(wěn)定性校核。筆者通過對(duì)比GB150[2]和SW6軟件中關(guān)于夾套容器計(jì)算方面的主要內(nèi)容，根據(jù)工程設(shè)計(jì)實(shí)際提出了SW6軟件中尚缺少和需要修改完善的內(nèi)容，并進(jìn)行討論。1夾套容器計(jì)算的主要內(nèi)容在化工設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算中，夾套容器分為兩個(gè)或者兩個(gè)以上的壓力腔，其計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，需要分為多種工況進(jìn)行計(jì)算。現(xiàn)以圖1的某夾套容器為例對(duì)其計(jì)算方面的主要內(nèi)容進(jìn)行說明。圖1　夾套容器圖1中的夾套容器由上封頭、內(nèi)筒體、下封頭、夾套筒體、夾套封頭、接管和耳式支座等構(gòu)成。

殼可能受到的最大外壓。計(jì)算結(jié)果表明典型核電廠最大壓差不會(huì)超過設(shè)計(jì)值。本文計(jì)算的安全殼負(fù)壓對(duì)鋼安全殼設(shè)計(jì)至關(guān)重要?！娟P(guān)鍵詞】外壓；鋼安全殼；安全殼；極寒安全殼是用來密封反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)，防止事故時(shí)放射性裂變產(chǎn)物大量釋放的最后一道屏障。在安全殼設(shè)計(jì)過程中，為了保證安全殼的完整性，需要對(duì)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故后的安全殼內(nèi)壓力和溫度進(jìn)行計(jì)算，確保其值滿足現(xiàn)行的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，從而保證安全殼的完整性。徐大堡核電廠安全殼設(shè)計(jì)為鋼制安全殼。鋼安全殼具有良好的密封性，能在假想的實(shí)際基準(zhǔn)事

因此確定臨界失穩(wěn)外壓是復(fù)合氣瓶結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中十分重要的任務(wù).王榮國等［5］采用簡化模型，分析了超薄內(nèi)襯復(fù)合材料壓力容器在卸載過程中由內(nèi)襯壓應(yīng)力導(dǎo)致的內(nèi)襯屈曲現(xiàn)象，并驗(yàn)證其模型分析的可靠性.左惟煒等［6］對(duì)三維編織復(fù)合材料圓柱殼進(jìn)行屈曲分析，計(jì)算了高壓儲(chǔ)氣瓶的臨界失穩(wěn)載荷.Cai等［7-8］結(jié)合有限元法和水壓屈曲試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，復(fù)合材料的縱向彈性模量和纏繞層厚度在很大程度上影響復(fù)合氣瓶的失穩(wěn)行為.Moon等［9］對(duì)中等壁厚的復(fù)合材料氣瓶在外部靜水壓力下的屈曲

102500)外壓圓筒有限元分析及應(yīng)用研究馮 雪(北京燕山玉龍石化工程有限公司， 北京 102500)對(duì)于受外壓的圓筒，目前主要依據(jù)壓力容器相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范進(jìn)行穩(wěn)定性校核。本文利用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范所依據(jù)的外壓計(jì)算基本理論計(jì)算結(jié)果與有限元線性失穩(wěn)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了有限元失穩(wěn)分析的可靠性。最后依據(jù)有限元分析結(jié)果得出了特征系數(shù)曲線，可用于工程設(shè)計(jì)。外壓； 圓筒； 有限元分析； 線性失穩(wěn)分析0 引言真空容器等外壓容器在化工行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，其工作時(shí)內(nèi)壓小于外

人艙球殼完成靜水外壓試驗(yàn)由中國船舶重工集團(tuán)公司第七〇二研究所研究設(shè)計(jì)，中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所制造的4500m載人潛水器Ti80載人艙球殼在七〇二所青島深海裝備結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室完成靜水外壓試驗(yàn)考核。Ti80載人艙球殼靜水外壓試驗(yàn)是我國首個(gè)從研究、設(shè)計(jì)到制造皆自主完成的大深度載人艙球殼的首次壓力考核試驗(yàn)，也是我國自主設(shè)計(jì)研制的90MPa深海超高壓環(huán)境模擬與檢測裝置的首次應(yīng)用試驗(yàn)。國家科學(xué)技術(shù)部組織國家863計(jì)劃海洋技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜壹爸袊?jí)社的有關(guān)專家在現(xiàn)場

次設(shè)計(jì)。承受均布外壓時(shí)，該類球形容器的主要失效模式為彈性薄殼失穩(wěn)，基于此失效模式，中外主要壓力容器標(biāo)準(zhǔn)中提供了球形容器許用外壓的解析計(jì)算方法［1-6］。鑒于圓柱形殼體設(shè)置加強(qiáng)圈可有效提高容器的外壓承載能力的成熟理論和工程經(jīng)驗(yàn)，在大型球形容器上全范圍設(shè)置加強(qiáng)肋是否可有效地提高其外壓承載能力，需要做進(jìn)一步的分析。其次，大型球罐的建造方式是在現(xiàn)場將多塊球殼板組裝焊接而成，實(shí)際形狀和理想球形不可避免存在一定的差距，不圓度對(duì)外壓承載能力究竟有多大影響，也是需要關(guān)注的

箭發(fā)動(dòng)機(jī)錐形殼體外壓穩(wěn)定性分析①余文學(xué)，徐秉恒，劉洪超，單 琳(中國航天科技集團(tuán)公司四院四十一所，西安 710025)通過外壓屈曲計(jì)算及外壓試驗(yàn)，研究了某固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)錐形殼體的外壓穩(wěn)定性。通過外壓屈曲計(jì)算，得到了殼體的外壓臨界載荷、屈曲失穩(wěn)波形、軸向位移以及徑向位移隨外壓載荷的變化規(guī)律。對(duì)帶加強(qiáng)環(huán)殼體也進(jìn)行了外壓穩(wěn)定性分析。對(duì)比計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然殼體的外壓承受能力較低，但加強(qiáng)環(huán)可有效地提高殼體的外壓承載能力。之后，還分析了在加強(qiáng)環(huán)總長度不變的情況下，不同

ses屈服條件的外壓圓筒自增強(qiáng)研究唐 峰1*,朱瑞林1,夏新遠(yuǎn)2(1.湖南師范大學(xué)工程與設(shè)計(jì)學(xué)院，中國 長沙 410081；2.中航工業(yè)飛機(jī)起落架有限責(zé)任公司，中國 長沙 410200)為了更加準(zhǔn)確地確定超應(yīng)變度，基于米賽斯(Mises)屈服準(zhǔn)則，建立了外壓圓筒應(yīng)力方程．在此基礎(chǔ)上，按卸載定理分別建立了受外壓與受內(nèi)壓圓筒自增強(qiáng)方程，通過對(duì)當(dāng)量應(yīng)力求解，獲得在彈性階段與塑性階段產(chǎn)生屈服的規(guī)律，并與按屈雷斯加(Tresca)屈服條件導(dǎo)出的方程進(jìn)行了比較．研究表

；pcr——臨界外壓；[p]——許用外壓；S——取設(shè)計(jì)金屬溫度下最大許用拉伸應(yīng)力值的2.0倍或設(shè)計(jì)溫度下材料屈服強(qiáng)度的0.9倍兩者中的較小者；t——壁厚；μ——泊松比；σ0——取設(shè)計(jì)金屬溫度下最大許用拉伸應(yīng)力值的2.0倍或設(shè)計(jì)溫度下材料屈服強(qiáng)度的0.9倍兩者中的較小者。電加熱元件是穩(wěn)壓器內(nèi)部的加熱設(shè)備。穩(wěn)壓器電加熱元件采用套管式結(jié)構(gòu)，外套管作為核反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)壓力邊界的組成部分，具有保護(hù)電熱元件棒的作用。電加熱元件外套管(下稱套管)為長圓筒結(jié)構(gòu)，其外徑D

故時(shí)都承受一定的外壓，正常工況下填充在熱氣導(dǎo)管內(nèi)部壓緊的絕熱纖維會(huì)對(duì)內(nèi)壁管與外壁管產(chǎn)生一定的壓力；事故工況下除了絕熱纖維的壓力，還疊加了內(nèi)壁管內(nèi)氦氣泄露而產(chǎn)生的壓力，這些載荷對(duì)熱氣導(dǎo)管的完整性與穩(wěn)定性有很大影響。因此有必要對(duì)熱氣導(dǎo)管在事故工況下的結(jié)構(gòu)完整性與穩(wěn)定性進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析，并根據(jù)ASME規(guī)范的相關(guān)要求對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核。本文采用壓力載荷直接分析法對(duì)事故工況下熱氣導(dǎo)管的承壓情況進(jìn)行了計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步考慮材料的形狀誤差，采用有限元建模對(duì)熱氣導(dǎo)

許偉杰，翁國忠?外壓薄壁圓筒水密艙設(shè)計(jì)論證王小寧1，楊道軍2，許偉杰3，翁國忠3(1. 廣東湛江91388部隊(duì)，廣東湛江 524022；2. 上海航保修理廠，上海 200083；3. 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所東海研究站，上海 200032)外壓薄壁圓筒水密艙在工況條件下能夠安全承壓的必要條件是構(gòu)件具有足夠的強(qiáng)度和剛度，否則構(gòu)件加載后將分別發(fā)生屈服破壞和失穩(wěn)。其他條件不變時(shí)構(gòu)件的臨界長度決定了失穩(wěn)臨界壓力大小。因此，工程設(shè)計(jì)前首先要對(duì)構(gòu)件強(qiáng)度和剛度進(jìn)行研究和仿真

0 引言鋼制薄壁外壓圓筒是石化、能源、醫(yī)藥、食品等行業(yè)常用的特種設(shè)備，為確保其臨界失穩(wěn)強(qiáng)度，保障其在正常使用與耐壓試驗(yàn)時(shí)的安全性，我國采用確定性方法制定了常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)[1-2]，規(guī)范其設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與監(jiān)察。由于鋼制薄壁外壓圓筒臨界失穩(wěn)強(qiáng)度和載荷存在模糊不確定性[3-13]，因此，如何考慮臨界失穩(wěn)強(qiáng)度和載荷的不確定性，建立鋼制薄壁外壓圓筒臨界失穩(wěn)強(qiáng)度的模糊可靠性設(shè)計(jì)方法值得研究。本文以按中國標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)與監(jiān)察的鋼制薄壁外壓圓筒為研究對(duì)象，將其臨界失穩(wěn)強(qiáng)

的飽和蒸氣壓2 外壓與液體飽和蒸氣壓的關(guān)系[1-4]Vm(l)dp=Vm(g)dp*(1)式中Vm(l)、Vm(g)分別為液體和氣體的摩爾體積，結(jié)合理想氣體狀態(tài)方程，視Vm(l)為常數(shù)，即可推導(dǎo)出如下關(guān)系式：(2)2.1 加入惰性氣體解：外壓與飽和蒸氣壓的關(guān)系公式為：2.2 機(jī)械加壓[1,6]圖1 滲透現(xiàn)象示意圖(a) 無外加壓力；(b) 施加外加壓力后ΠnAVm≈ΠV=nBRT這里利用外壓與飽和蒸氣壓的關(guān)系公式及拉烏爾定律推導(dǎo)出了范霍夫(van′t Ho

公式計(jì)算，選取內(nèi)外壓計(jì)算結(jié)果的較大值。式中pT——液壓試驗(yàn)壓力，MPa；p——內(nèi)壓設(shè)計(jì)壓力，MPa；[σ]T——壓力試驗(yàn)筒體的許用應(yīng)力，MPa；σT——試驗(yàn)壓力下筒體的應(yīng)力，MPa；σs——試驗(yàn)溫度下材料的屈服強(qiáng)度，MPa；[σ]——試驗(yàn)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa；[σ]t——設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa；Di—— 內(nèi)筒體內(nèi)徑，mm；δe——內(nèi)筒體有效厚度，mm；φ——焊縫系數(shù)。經(jīng)計(jì)算得： σT≤ [σ]T=0.9σs，滿足校核條件，結(jié)果合格。（2）

此過程中受到?jīng)_擊外壓載荷的作用。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)復(fù)合材料殼體的外壓穩(wěn)定性問題進(jìn)行了廣泛的研究。Smerdov［2］基于經(jīng)典薄殼理論通過對(duì)鋪層角度進(jìn)行優(yōu)化，提出提高復(fù)合材料殼體外壓載荷的方法。Han等［3］基于一階剪切理論研究了對(duì)稱鋪設(shè)圓柱殼在側(cè)向外壓和靜水外壓載荷作用下的屈曲特性。杜建科等［4］采用非線性屈曲理論，在不考慮幾何缺陷和材料缺陷的條件下，利用ANSYS軟件對(duì)纖維纏繞復(fù)合材料殼體和燃燒室側(cè)壓穩(wěn)定性進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算。Ouellette等［5］給出了纖維纏

套模型，分別考慮外壓、內(nèi)半徑、外半徑對(duì)軸套內(nèi)表面位移、最大應(yīng)力及其理論值與模擬值相對(duì)誤差的影響。各組模型參數(shù)如表1所示。表1 各組模型參數(shù)Tab.1 The parameters of each group1.2 理論解析計(jì)算將軸套簡化為平面問題的厚壁圓筒，如圖2所示。圓筒內(nèi)半徑和外半徑分別為a、b，材料彈性模量為E，泊松比為μ，所受內(nèi)壓和外壓分別為p1、p2.圖2 厚壁圓筒模型示意圖Fig.2 The scheme model of thick-cyli

任務(wù)的總體設(shè)計(jì)、外壓容器和夾持裝置的設(shè)計(jì)，增加了以前1 500 t試驗(yàn)機(jī)不能達(dá)到的高載荷能力和外壓復(fù)合功能。經(jīng)過20多套復(fù)合力試驗(yàn)，驗(yàn)證了該加載試驗(yàn)機(jī)具備外壓載荷復(fù)合試驗(yàn)功能，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多任務(wù)設(shè)計(jì)、外壓與載荷復(fù)合功能以及3 000 t的高加載能力，且該試驗(yàn)機(jī)的試樣安裝較以前方便省力，安全裝置起到緩沖作用，安全性高。復(fù)合 試驗(yàn)機(jī) 載荷 壓力 設(shè)計(jì) 應(yīng)用1 引言近年來，深井、超深井、熱采井等復(fù)雜井況的連續(xù)出現(xiàn)加大了石油天然氣鉆采的難度，與此同時(shí)，對(duì)鉆采用油套管

承受軸壓、彎矩、外壓等外載荷，而燃燒室殼體是主要承力部件，但是根據(jù)文獻(xiàn)[1-3]的計(jì)算分析，殼體的外壓承載能力相對(duì)較低；文獻(xiàn)[4-5]從制造缺陷、結(jié)構(gòu)方面開展了薄壁殼體外壓承載能力的試驗(yàn)研究；文獻(xiàn)[6-7]從纏繞參數(shù)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面提出了提高承載能力的途徑，但遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有火箭特殊載荷工況的要求。殼體裝藥后，推進(jìn)劑藥柱是否可以提高殼體的外壓承載能力，未見相關(guān)報(bào)道。為了摸索推進(jìn)劑對(duì)燃燒室外壓承載能力的貢獻(xiàn)，本文設(shè)計(jì)了縮比容器——模擬殼體和燃燒室，并開展了模擬

述[1-8],而外壓圓筒彈—塑性應(yīng)力分析或自增強(qiáng)問題,目前尚無相關(guān)理論。外壓自增強(qiáng)是在容器使用前對(duì)其進(jìn)行加外壓處理,使筒體內(nèi)層屈服,產(chǎn)生塑性變形,形成塑性區(qū),外層仍為彈性狀態(tài)。保持該外壓一段時(shí)間后卸壓。卸壓后筒體內(nèi)層塑性區(qū)因殘余變形不能復(fù)原,而外層彈性區(qū)力圖復(fù)原,卻受到內(nèi)層塑性區(qū)的阻擋也不能恢復(fù)到原來狀態(tài),但外層彈性區(qū)力圖復(fù)原的趨勢給內(nèi)層塑性區(qū)以拉伸作用,使內(nèi)層塑性區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力,而外層彈性區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力。于是形成一種內(nèi)層受拉、外層受壓的預(yù)應(yīng)力狀態(tài)。容器投入使

加勁環(huán)壓力鋼管抗外壓穩(wěn)定的計(jì)算方法作了總結(jié),重點(diǎn)討論了加勁環(huán),對(duì)于環(huán)間管壁,認(rèn)為外包混凝土襯砌與鋼管之間存在著初始縫隙,使混凝土襯砌對(duì)管壁變形的約束作用減弱,故將混凝土襯砌的徑向約束作用作為安全儲(chǔ)備,相應(yīng)安全系數(shù)略予降低.賴華金等[3]曾提出埋藏式加勁環(huán)壓力鋼管的計(jì)算簡圖并運(yùn)用殼體穩(wěn)定理論,推導(dǎo)臨界壓力pcr的計(jì)算公式,但其假定條件較強(qiáng)烈,還得進(jìn)一步研究.劉東常[4]用半解析有限元法求解加勁環(huán)壓力鋼管外壓穩(wěn)定性問題,目前只能按明管進(jìn)行穩(wěn)定分析.林皋[5]按