大型真空消毒柜屈曲分析.pdf

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1、上海理X-大学学报第33卷第2期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．33No．22011文章编号：1007—6735(2011)02—0193—05大型真空消毒柜屈曲分析苏文献，刘晓东(上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：对带方形夹套的矩形真空消毒柜进行屈曲分析，利用屈曲理论公式分析法和有限元分析软件计算得到其屈曲临界载荷．从容器的结构及安全性角度出发，对运用理论公式能量法和有限元屈曲分析模块计算得到的结果进行分析比较，最终获得最佳值．关键词：外压容器；有限元；能量法；线性分析；非线性分析；临界载荷中图分类号

2、：TQ051文献标志码：ABucklinganalysisoflargesterilizationtankSUWen—xian，LIUXiao-dong(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Basedontheanalysisofbucklingofrectangularvacuumsterilizationtankwithsquarejacket，theformulasaccordingtobuckling

3、theoryandfiniteelementsoftwarewereusedtogetthebucklingcriticalloadingofthetank．Inlightoftherequirementsforconstructionandsecurity，theresultsoftheenergymethodandthoseofthefiniteelementanalysisofbucklingwerecomparedwitheachothertoobtainanoptimalvalue．Keywords：externalpressureequipment；finiteelement；

4、energymethod；linearanalysis；nonlinearanalysis；criticalload．压力容器的屈曲或失稳是指承受外压载荷的壳被压垮，还能继续承受更大的载荷．本文所讨论的真体当外压载荷增大到某一数值时，壳体会突然失去空消毒柜就是一个受后屈曲影响的容器．原来的形状，被压扁或出现壳体不能恢复原状的现象_1]．夕压载荷作用下，壳体往往在应力满足强度要1模型的建立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1．1问题的描述形并改进其形体结构，提高容器抗失稳能力l_2]．但对某工程中的真空消毒柜为箱体结构，在表面上于某些受

5、外压的压力容器，由于其结构的特殊性，在焊有截面为矩形的夹套．当消毒柜工作时，夹套通过受到超过临界载荷的外载荷作用下会产生后屈曲行热流使该真空设备升温，从而达到消毒目的．但夹套为．容器受后屈曲的影响使容器失稳但并不会马上同时也起到加强筋的作用，大大提高了设备的强度收稿日期：2010—06—30作者简介：苏文献(1967一)，男，副教授．研究方向：过程设备数值计算．E—mail：digestsu@163．com上海理工大学学报2011年第33卷和抗屈曲能力．采用大型有限元分析软件ANSYSl1．0进行分该真空消毒柜箱体的尺寸为6560×2850X析．由于消毒柜、夹套和接管都属于板壳结构，因此，

6、2700mm3，壁厚为5mm．夹套的矩形截面尺寸为有限元网格划分采用壳单元shell181，得到有限元200X150X8mm3，顶部开有一圆形接管192X8模型节点总数为28813，如图3所示．消毒柜的受力mrn2，左右两边各有一个方形接管182×168mm．状况如图4所示．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l所示．图3消毒柜网格图赫Fig．3Meshofsterilizationtank翱B图1消毒柜简图Fig．1Diagramofsterilizationtank表1

7、设计参数表—l2·998&0961船12291Tab．1Designparameters1．44945477644ln742l384图4消毒柜载荷图Fig．4Loadmodelofsterilizationtank1．3边界条件及静力强度分析根据消毒柜的实际边界条件对模型进行约束．在底部边上夹套一边加全约束，在箱体另一边的夹1．2有限元模型的建立套边上仅约束Y，方向．其中，为轴向方向，Y为对带夹套的消毒柜所建立的几何模型