基于HILL屈服准则的正交各向异性金属承压结构分析设计方法

基本信息
批准号:51675260
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:贺小华
学科分类:
依托单位:南京工业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周昌玉,王海峰,李磊,李建,常乐,姚天宇,张静,胡嘉琦,李春晓
关键词:
承压结构HILL屈服准则规则设计分析设计正交各向异性
结项摘要

Pressurized equipment made from Titanium and Zirconium with orthotropic properties has been widely employed as condenser in nuclear reactor,manned submersible in deep-sea exploration, pressure tank in spacecraft and cladding-tube used for nuclear fuel in nuclear reactor. It is no doubt that the advancement of design method and principle is very important. In present project, elastic-plastic mechanics theory, finite element method and experiment technique will be used to study stress intensity, plastic failure load for orthotropic metallic pressurized shell and component, to solve the stress and strain for orthotropic metallic pressurized shell, to obtain the solution of primary and secondary stress for orthotropic metallic pressurized shell & component and to acquire the limit load and collapse load for metallic pressurized shell & component according to orthotropic yield criterion. The goal of present project is to demonstrate the evolution of elastic-plastic stress and strain for orthotropic metallic pressurized shell & component, to propose design criterion, the method of design by rule and therefore to establish the design criterion and methodology of design by analysis for orthotropic metallic pressurized shell & component based on plastic failure HILL yield criterion of orthotropic metal through systematic and further investigation. The work will build the foundation for design theory of orthotropic metallic pressure vessel and supply technique assurance for the safety of pressure vessel.

具有显著正交各向异性金属钛、锆等承压设备广泛用于核电冷凝器、深海载人潜水器、宇宙飞船压力容器、核燃料包壳等,其设计方法的先进性毋庸置疑极其重要。课题拟运用弹塑性力学理论、有限元方法、试验测试技术,开展正交各向异性金属承压壳体与结构的应力强度、塑性失效载荷研究,求解正交各向异性金属承压壳体的应力和应变、承压结构的一次应力和二次应力及正交各向异性金属材料屈服准则下承压壳体与结构的极限载荷和塑性垮塌载荷。课题的研究目标是,通过对正交各向异性金属承压结构深入系统的研究,揭示正交各向异性金属承压壳体与结构的弹塑性应力应变演化规律;基于正交各向异性金属材料塑性失效HILL屈服准则,提出正交各向异性金属承压壳体与结构的设计准则和规则设计方法,建立正交各向异性金属承压结构设计准则与分析设计方法体系。研究工作将为正交各向异性金属压力容器设计奠定理论基础,为承压设备的安全提供技术保障。

项目摘要

正交各向异性钛制承压设备应用广泛,设计方法的精准性极其重要。本课题运用了弹塑性力学理论、有限元方法、试验测试技术,开展了正交各向异性金属承压结构的应力强度、塑性失效载荷研究,求解了正交各向异性金属承压壳体的应力和应变、承压结构的一次应力和二次应力及正交各向异性承压壳体与结构的极限载荷和爆破载荷。研究还拓展了正交各向异性外压结构的设计方法以及组合载荷下正交各向异性厚壁压力管道、含局部减薄缺陷厚壁压力管道、含周向表面裂纹厚壁压力管道的极限载荷研究。研究成果揭示了正交各向异性金属承压壳体与结构的弹塑性应力应变演化规律,建立了基于HILL屈服准则的正交各向异性金属承压壳体与结构的设计方法和体系,系统提出了正交各向异性压力管道的极限载荷计算方法。研究工作为正交各向异性承压结构设计奠定理论基础,为正交各向承压设备的安全运行提供技术保障。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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