苏文献, 刘晓东

(上海理工大学能源与动力工程学院,上海 200093)

压力容器的屈曲或失稳是指承受外压载荷的壳体当外压载荷增大到某一数值时,壳体会突然失去原来的形状,被压扁或出现壳体不能恢复原状的现象[1].外压载荷作用下,壳体往往在应力满足强度要求的情况下也会屈曲,因此,需要确定外压容器的临界载荷和其失稳状态,保证其不会发生破坏性的变形并改进其形体结构,提高容器抗失稳能力[2].但对于某些受外压的压力容器,由于其结构的特殊性,在受到超过临界载荷的外载荷作用下会产生后屈曲行为.容器受后屈曲的影响使容器失稳但并不会马上被压垮,还能继续承受更大的载荷.本文所讨论的真空消毒柜就是一个受后屈曲影响的容器.

1 模型的建立

1.1 问题的描述

某工程中的真空消毒柜为箱体结构,在表面上焊有截面为矩形的夹套.当消毒柜工作时,夹套通过热流使该真空设备升温,从而达到消毒目的.但夹套同时也起到加强筋的作用,大大提高了设备的强度和抗屈曲能力.

该真空消毒柜箱体的尺寸为 6 560×2 850× 2 700 mm3,壁厚为5 mm.夹套的矩形截面尺寸为200×150×8 mm3,顶部开有一圆形接管φ 192×8 mm2,左右两边各有一个方形接管182×168 mm2.由于门为独立的结构,对门的分析另外考虑,在此不对门进行分析,但是,门对箱体的作用力已考虑在内,即在箱体上施加门的等效端面力.其简图如图1所示,基本参数如表1所示.

图1 消毒柜简图Fig.1 Diagram of sterilization tank

表1 设计参数表Tab.1 Design parameters

1.2 有限元模……

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