外壓容器失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)

外壓容器失穩(wěn)實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>1.?觀察薄壁圓筒形容器在外壓作用下喪失穩(wěn)定后的形態(tài)，從而區(qū)別及掌握容器在外壓作用和內(nèi)壓作用下的變形和破壞的實(shí)質(zhì)。
2.?測(cè)定薄壁圓筒形容器在外壓作用下失去穩(wěn)定性時(shí)的臨界壓力，并與理論值相比較。
3.?觀察薄壁圓筒形容器在外壓作用下，軸向力對(duì)失去穩(wěn)定性的影響。

二、實(shí)驗(yàn)原理
圓筒形容器在外壓作用下，常因剛度不足使容器失去其原有形狀，即被壓扁或折曲成波形，這就是容器的失穩(wěn)現(xiàn)象。容器失穩(wěn)時(shí)的外壓力稱為該容器的臨界壓力PCr， 其橫截面被折曲成波形，波數(shù)n可能是2，3，4，5……等任意整數(shù)，如圖一所示：

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?????????????????? 圖一???? 圓筒失去穩(wěn)定后的形狀
筒形容器的臨界壓力PCr的大小主要決定于容器的幾何尺寸（L、D、S）及所用材料的性質(zhì)（μ、E）的影響，殼體橢圓度與材料的不均勻性，能使臨界壓力PCr的數(shù)值降低。
外壓容器根據(jù)筒體的長(zhǎng)短，可分為長(zhǎng)圓筒、短圓筒和剛性圓筒三種。剛性圓筒一般具有足夠的剛度，可不必考慮穩(wěn)定性問(wèn)題。一般長(zhǎng)圓筒、短圓筒之間的劃分用臨界長(zhǎng)度LCr表示，如容器長(zhǎng)度L>LCr為長(zhǎng)圓筒，L?????????????????????????????????????????????????????????? （1）
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1．?長(zhǎng)圓筒：失穩(wěn)時(shí)波數(shù)為n=2，臨界壓力僅與S/D有關(guān)，與L/D無(wú)關(guān)，計(jì)算式為：
?????????????????????????????????????????????????????? （2）
2．短圓筒：失穩(wěn)時(shí)波數(shù)為n>2,如為3、4、5……，其波數(shù)n可近似地為：

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臨界壓力PCr的計(jì)算公式為：

?????????????????????????????????????????????????????（4）

或用最小PCr的近似計(jì)算式計(jì)算：
????????????????????????????????????????????????????? MPa? （5）

公式（4）、（5）必須符合下列條件才能適用：
（1）圓筒器壁中所產(chǎn)生的應(yīng)力低于在操作溫度下的屈服限，即σCr<σSt；
（2）橢圓度e<0.5％；
如不符合上述條件，則改用下面公式計(jì)算：

????????????????????????????????????????????????????? MPa? （6）
對(duì)于外壓容器臨界壓力的計(jì)算，有時(shí)為了計(jì)算方便，可借助于一些現(xiàn)成的計(jì)算圖來(lái)進(jìn)行。

?表二
試件序號(hào)?容器失穩(wěn)時(shí)臨界壓力PCr與波數(shù)n?誤?? 差?? 分?? 析
?實(shí)? 測(cè)? 值?理? 論? 值?絕 對(duì) 誤 差?相 對(duì) 誤 差
?PCr（MPa）?n?PCr（MPa）?n?|PCr理 - PCr實(shí)|?|PCr理 - PCr實(shí)|
PCr理
???????? (MPa)?
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