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《2010’力学与工程应用学术研讨会论文集》2010年
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交变内压与温度作用下的压力容器寿命评估

胡盈辉  由小川  庄茁  
【摘要】:本文研究了某大型金属加肋薄壳压力容器在交变内压和交变温度作用下的寿命评估问题。考虑的损伤形式为壁板外表面的半椭圆形半穿透裂纹。首先,通过整体梁壳单元的有限元模型,进行热力耦合分析,得到了粗略的应力分布结果。接着,采用子模型方法,建立所关注区域的局部实体单元子模型,得到该区域的精确应力分布,捕捉其肋底部倒角等处的应力集中,并进行相应的疲劳裂纹扩展分析。文中以小柱段肋板为例,其他区域的分析流程与之相同。依据小柱段肋板子模型的应力分布,找出在最大应力位置处的轴向肋底部裂纹为最危险裂纹。对该裂纹进行了疲劳扩展分析,扩展算法采用沿深度方向和表面方向分别独立计算的2自由度算法。得到了不同初始裂纹尺寸下的裂纹最终扩展尺寸,提出了裂纹刚好穿透壁板时的初始裂纹尺寸门槛值,即当初始裂纹尺寸等于该值时,在额定载荷水平和循环周数下,裂纹刚好穿透壁板,其意义在于该门槛值可作为服役阶段前的制造运输等阶段允许产生损伤量的上限。
【作者单位】:清华大学航天航空学院
【分类号】:TH49

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