内压下带径向接管圆柱壳的薄壳理论解
杜青海, 薛明德
(清华大学工程力学系, 北京100084)
收稿日期: 2007202202
基金项目: 国家“八六三”高技术项目(86322222129)
作者简介: 杜青海(1979—) , 男(汉) , 广东, 博士研究生。
通讯联系人: 薛明德, 教授,
E2mail: xuemd@mail. tsinghua. edu. cn
摘 要: 圆柱壳开孔接管是各种工程中常见的部件, 在内压
下交贯线附近有很高的应力集中, 自20 世纪50 年代以来成
为工程界与力学界关注的难题, 问题的求解归结为2 个8 阶
偏微分方程的复杂边值问题。该文在作者前20 年研究基础
上, 从解析求解精确的圆柱壳Mo rley 方程出发, 对内力素的
表达式加入修正项改善了解的精度, 增大了适用范围。通过
三维有限元数值验证, 说明了该文所引入的修正项将薄壳理
论解的参数最大适用范围由开孔率0. 8 增至0. 93, K= dö
(D T ) 1ö2 由8 增至12。据此给出了便于工程设计的内压下圆柱
壳大开孔接管应力集中系数曲线。
关键词: 圆柱壳; 压力容器; 薄壳理论; Mo rley 方程; 应力
集中
