[發明專利]一種軸壓圓筒許用壓縮應力設計方法

在審

• 申請號: 202210475360.1
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114896724A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 陳志平;焦鵬;繆好;歐海洋;朱堯
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種軸壓圓筒許用壓縮應力設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據設計要求確定圓筒的結構特征參數和材料性能參數；所述結構特征參數包括半徑R，長度L，厚度t；所述材料性能參數包括材料彈性模量E，泊松比v，屈服強度R_eL；

步驟2：計算表征軸壓圓筒結構特征的參數η值；

步驟3：根據步驟2中η值的大小，計算理想軸壓圓筒彈性屈曲應力理論值σ_cr；

對于η≤1.7的短圓筒，按下式計算屈曲應力理論值σ_cr；

對于1.7＜η≤0.5R/t的中等長圓筒，按下式計算屈曲應力理論值σ_cr；

對于η0.5R/t的長圓筒，按下式計算屈曲應力理論值σ_cr；

式中：

其中，B_xb是考慮圓筒邊界條件影響的系數；

步驟4：計算表征軸壓圓筒彈塑性行為的參數γ值；

步驟5：計算不同屈曲失效模式下考慮材料彈塑性和結構長徑比影響的軸壓圓筒屈曲臨界應力σ_acr^U；

對于γ≤0.2，發生塑性屈曲的圓筒，按下式計算σ_acr^U值；

σ_acr^U＝σ_cr·γ

對于0.2γ≤1.2，發生彈塑性屈曲的圓筒，按下式計算σ_acr^U值；

σ_acr^U＝σ_cr·(-0.01982+1.12391·γ-0.25422·γ²)

對于γ1.2，發生彈性屈曲的圓筒，按下式計算σ_acr^U值；

步驟6：計算圓筒發生塑性屈曲、彈塑性屈曲、彈性屈曲時結構特征分界點η_E和η_P的值；

步驟7：根據η值的大小，判斷圓筒考慮初始缺陷影響時所選取的屈曲應力折減因子計算模型ρ_KDF；

對于ηη_E的圓筒，按下式計算ρ_KDF值；

ρ_KDF＝0.40535+0.60158·e^-0.06749·η

對于η_Pη≤η_E的圓筒，按下式計算ρ_KDF值；

式中，f(η_P)＝0.9；

對于η≤η_P的圓筒，ρ_KDF＝0.9；

步驟8：根據考慮材料彈塑性和結構長徑比影響的理想軸壓圓筒屈曲臨界應力σ_acr^U、考慮初始缺陷影響的屈曲臨界應力折減因子ρ_KDF和設計安全系數n_ab，計算軸壓圓筒許用壓縮應力值[σ_acr]；所述設計安全系數n_ab取2.0；

2.根據權利要求1所述的一種軸壓圓筒許用壓縮應力設計方法，其特征在于，步驟3中B_xb是考慮圓筒邊界條件影響的系數，當圓筒兩端簡支時B_xb＝1，一端簡支一端固支時B_xb＝3，兩端固支時B_xb＝6。

3.根據權利要求1所述的一種軸壓圓筒許用壓縮應力設計方法，其特征在于，圓筒的徑厚比范圍為5≤R/t≤1200。

4.根據權利要求1所述的一種軸壓圓筒許用壓縮應力設計方法，其特征在于，圓筒的長徑比范圍為0.5≤L/R≤15。

5.根據權利要求1所述的一種軸壓圓筒許用壓縮應力設計方法，其特征在于，圓筒的材料為金屬材料或復合材料。