第 卷 第 期
年 月
武 汉 理 工 大 学 学 报
JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Vol No
Aug
DOI
j
issn
极 端 工 况 下 新 型 真 空 反 应 釜 结 构 动 力 屈 曲 分 析
唐建生 刘红普 李晓静
河南工业职业技术学院机械工程系 南阳
摘 要 结构动力屈曲分析是壳体类压力容器结构设计中重要一步 建立了真空反应釜的有限元模型 并分别在真
空 大气 高温和低温 个极端工况下进行了屈曲载荷计算 获得了模态变形情况以及较高的安全系数 结果表明真空反
应釜的设计安全可靠
关键词 真空 反应釜 屈曲 有限元
中图分类号 TQ 文献标识码 A 文章编号
Structural Dynamical Buckling Analysis for a Novel Vacuum
Autoclave under the Extreme Operating Conditions
TA NG Jian
sheng L IU Hong
p
u L I Xiao
j
ing
Department of Mechanical Engineering Henan Polytechnic Institute Nanyang China
Abstract
T he structural dynamical buckling analysis is an important step for the structural design of the pressure vessel with
shell framework An finite element model of vacuum autoclave was established and the buckling load calculations under the ex
treme operating conditons including vacuum atmosphere hightemperature and lowtemperature have been carried out to ob
tain the modal deformation condition and the safety factor T he results showed that the structure has a higher safety factor
w hich indicated that the vacuum autoclave design can meet the working conditon requirements
Key words
vacuum autoclave buckling finite element
收稿日期
作者简介 唐建生 男 副教授 Email tangjsh sina com
众所周知 在化工行业中 反应釜是很关键的设备 作为一种典型的薄壁壳体 处于复杂的反应工况中
内壁等部件上会产生很大的应力与变形 稳定性变差 而对于壳体结构 当壳层结构所受的载荷达到某一值
时 若继续增加一个微小的增量 则结构的平衡位形将发生很大的改变 壳体会突然失去原来形状而出现褶
皱 这种现象和压杆失稳现象类似 称之为结构失稳或屈曲 相应的载荷称为屈曲载荷或临界载荷
结构的动态屈曲一直是结构力学中十分活跃的研究领域 近 多年来 已经取得了不少的研究成
果
但必须指出 壳体容器的失稳不是由于壳体不圆 材料的化学成分不均匀 机械性能不一致以及壳
体壁厚不均匀造成的 而是薄壳类结构的固有性质 但是壳体不圆与材料各种性质及壳体壁厚不均匀会降
低容器的临界载荷值
在进行壳体类压力容器结构设计时 确保设备在各种极端工况下不会失稳是设备能够安全操作的必要
条件 反应釜一旦出现结构失稳或屈曲 就会丧失结构的承载能力 导致无法预料的后果 因此反应釜的屈