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分析设计中屈曲的概念及其与失稳的区别

热7已有 328 次阅读 2014-01-30 18:45

壳体结构在压力容器建造中应用广泛。对壳体屈曲行为进行的实验和理论研究已超过百年，如1910年，Timoshenko开始研究壳体屈曲问题的求解理论。上世纪20年代至70年代早期，为了理解壳体的屈曲行为，科技工作者做了大量关于壳体屈曲的实验。

众所周知，压力容器壳体在各种载荷及其组合下可能呈现出多种复杂的弹塑性变形和屈曲行为，如下图。ASMEⅧ-2（2007版）给出了基于数值分析的屈曲设计方法后，引起了国内专家学者的关注，多篇介绍ASMEⅧ-2最新进展的文献对此均有提及或简介。

屈曲可以定义为：受一定荷载作用的结构处于稳定的平衡状态，当荷载达到某一值时，若增加一微小增量，则结构的平衡位形发生很大变化，结构由原平衡状态经过不稳定的平衡状态而达到一个新的稳定的平衡状态，这一过程就是屈曲，相应的荷载称为屈曲荷载或临界荷载。

在英文中“失稳” ( instability, 或译成“不稳定性” )是个含义较广的概念。弹性(或弹塑性)屈曲( buckling)、塑性垮塌( collapse，如单向拉伸试件的颈缩现象)，还有丧失静力平衡(如倾覆)都会使结构丧失稳定性。在基于弹性分析的规则设计中人们往往对屈曲和失稳不加区分，习惯上把buckling 也翻译成“失稳”，但考虑塑性分析后将buck ling 准确地翻译成“ 屈曲”是必要的。

参考文献：

1. 秦叔经,压力容器标准和规范中分析设计方法的进展 [J]. 化工设备与管道，2011

2. 陆明万，寿比南，新一代的压力容器分析设计规范_ASME_22007简介[J].压力容器，2007

3. 陈登丰,ASME和锅炉压力容器标准的全球化[J/OL] http://www.caci.org.cn/；2007

4. 陈登丰，改写版ASME-2-2007概况[J]. 化工设备与管道，2007

5. 丁伯民，对ASME-2(2007）——压力容器建造另一规则的介绍与分析[J]. 压力容器，2008

6. 陆明万, 寿比南, 杨国义，压力容器分析设计的塑性分析方法[J].压力容器，2010

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