应用数理统计方法对钢制薄壁外压圆筒的临界失稳压力进行分析得到如下结论:①在显著度为5%时描述临界失稳压力实测值与预测值之比的随机变量符合正态分布。②在置信度为99%时该随机变量分布参数为均值μr=0.957 9标准差Sr=0.110 9变异系数Cr=0.115 8。

采用规则设计及有限元非线性分析方法对外导流筒换热器筒节结构临界失稳压力进行设计分析,系统地讨论了不同结构参数L1/Di、Di/t1、t2/Di、ρt对筒节失稳临界压力Pcr的影响规律。研究结果表明,本筒节结构基于规则设计近似得出的Pcr值过低,结果具有较大的保守性;一定参数范围内Pcr随t2/Di增大,Di/t1减小及L1/Di减小而增大;布管率ρt在0.9附近,Pcr达到最大;通过析因分析得出影响Pcr各因素的权重度为Di/t1>L1/Di>ρt>t2/Di。结论为含外导流筒换热器筒节设计提供参考。

采用有限元非线性分析法对正交各向异性锥壳临界失稳压力进行系统研究,模拟结果分别与理论公式、各向同性锥壳以及等效各向同性圆筒进行比较分析。结果表明,在其他几何参数不变的情况下,随着锥壳半顶角的增大,锥壳临界失稳压力先增大后逐渐减小,锥壳在半顶角30°附近抗失稳能力最强;锥壳厚度较薄时,解析解与有限元解差异较小;正交各向异性锥壳的抗失稳能力普遍高于各向同性锥壳;工程设计中,正交各向异性锥壳等效成各向同性圆筒具有保守性。