王黎辉，李其凡，张 建，唐文献，朱永梅

（1.江苏科技大学机械工程学院，江苏镇江212003；2.江苏省船海机械先进制造及工艺重点实验室，江苏镇江212003）

0 引 言

圆柱形壳因其良好的承载力和易于加工等特性在海工平台应用广泛，目前平台桩腿多采用桁架式和柱壳式[1]。其中柱形壳桩腿工作时主要受到轴向载荷，非线性屈曲是其主要失效模式，且受壁厚、材料属性及几何缺陷等影响很大。

对于柱壳的轴压临界载荷，国内外学者围绕几何缺陷、材料属性等方面已经开展了大量的研究。Bardi 等[2-3]对轴压下柱形钢管的塑性屈曲性能进行了试验和理论分析；Lancaster 等[4]对端部约束的柱形壳在轴压时出现的矛盾现象进行了解释；Takla[5]利用连续理论发现柱形壳在外部压力载荷作用下加入拉伸或压缩轴向力，能够延迟分段失效分岔模式的发生；Papadopoulos等[6]证明了随机变化的轴向载荷对缺陷敏感结构(如轴向压缩薄壁圆筒)的屈曲行为具有重要影响；Błachut[7]对轴向缺陷的柱壳进行了研究，发现端部的长度缺陷对轴压屈曲载荷值影响大于其他制造缺陷，但是其研究柱壳一端无缺陷，而另一端以正弦曲线模拟缺陷，未对两端都出现不规则缺陷进行研究；Castro 等[8]研究了五种缺陷（单摄动载荷缺陷、模态缺陷、几何凹坑缺陷、轴对称缺陷及测量几何缺陷）对轴压复合材料柱形壳的影响；Ifayefunmi[9]对轴压金属柱形壳进行了试验，结合理论分析与数值分析研究了其屈曲行为，发现边界条件、试件材料属性以及试件加工过程都会对结果产生影响；……