基于Abaqus的碟形封头弹塑性屈曲分析.pdf

节选段落一：
基于Abaqus的碟形封头内压弹塑性屈曲分析
1 设计参数
1.1 基本设计参数
基本设计参数如表1-1所示。
表 1-1 基本设计参数
设计压力,Mpa 0.165
设计温度,℃ 20
直径,mm 7500
封头成形厚度，mm 13.5
材料 S30408
1.2 材料参数
设计温度 20℃时，材料参数如表 1-2 所示。


节选段落二：
表 1-2 材料参数
材料牌号
弹性模量
Et,Mpa
泊松比
设计应力强度
[Sm]t,Mpa
屈服强度
ReL,Mpa
S30408 195×103 0.3 137 205
2 建立有限元模型
2.1 几何模型
参照GB/T25198-2010《压力容器封头》，确定碟形封头几何参数，建立几
何模型，其中，圆筒部分长度大于局部应力影响区的长度，几何模型如图2-1所
示。
图 2-1 几何模型
2.2.划分网格
选用壳单元，材料本构模型定义为理想弹塑性模型，网格划分如图2-2所示。
图 2-2 划分网格
2.3 载荷和约束
在壳体内表面施加内压0.165MPa。在筒体端部施加全约束。


节选段落三：
4 结果分析
碟形封头过渡区在内压作用下呈周向受压状态，压力达到一定值将产生屈曲。
屈曲后的变形如图 2-4 所示，在过渡区产生凸起的褶皱，褶皱的产生是有先后的，
追踪第一个褶皱产生过程中其上某个节点的载荷和变形的关系，得到如图 2-5 所
示的节点载荷变形曲线，从图中可以看出，节点径向变形为负值，表明产生径向
收缩，当到达某一值时，径向收缩变小，产生向外凸起，褶皱开始形成，发生屈
曲，对应的内压值为 0.499MPa,取安全系数 3，得到许用压力 0.166MPa,设计压力
值 0.165 MPa，满足要求。
图 2-4 屈曲后的变形云图
图 2-5 节点载荷变形曲线