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(1.清華大學(xué) 工程力學(xué)系，北京 100084；2.中國石化工程建設(shè)公司,北京 100101)

0 引言

帶錐殼的壓力容器廣泛應(yīng)用于石化、航天等領(lǐng)域，它可作為錐形封頭與一個(gè)圓柱殼相連接，也可作為連接兩個(gè)直徑不同的圓柱殼之間的變徑段。錐殼與圓柱殼的連接處由于薄殼的邊緣效應(yīng)產(chǎn)生較高的局部應(yīng)力，該局部應(yīng)力隨著錐半頂角的增大而升高。

在我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 150—2011《壓力容器》[1]和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB 4732—1995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(2005年確認(rèn))[2]中，基于薄殼理論的簡單邊界效應(yīng)解[2-3]，給出了與圓柱殼相連接的錐殼小端的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法，而與圓柱殼相連接的錐殼大端的設(shè)計(jì)方法則沿用了20世紀(jì)美國ASME規(guī)范中的方法，僅限于錐殼半頂角α≤30°，其結(jié)果與簡單邊界效應(yīng)解的結(jié)果一致。

簡單邊界效應(yīng)解在求旋轉(zhuǎn)殼的邊緣效應(yīng)時(shí)，將一個(gè)中面半徑為r=ρ2(ρ2為旋轉(zhuǎn)殼在該邊緣處的第二曲率半徑)的當(dāng)量圓柱殼的解作為其近似解。簡單邊界效應(yīng)解只適用于所研究的邊界附近，不適用于錐殼兩端的邊緣效應(yīng)互相耦合情況。此外，當(dāng)錐殼半頂角α>45°時(shí)，簡單邊界效應(yīng)解會產(chǎn)生較大的誤差。因此，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 150—2011和JB 4732—1995所給出的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法存在以下問題。

(1)沒有給出錐半頂角α>30°時(shí)錐形封頭(錐殼大端與圓柱殼連接)的設(shè)計(jì)方法。對于大、小端分別與圓柱殼相連接的錐殼變徑段，設(shè)計(jì)方法的適用范圍不一致。

(2)當(dāng)大、小端圓柱殼直徑相差較小從而錐殼變徑段較短時(shí)，JB 4732—1995附錄A雖然給出了薄殼理論解，但由于受制定該規(guī)范時(shí)的條件所限，沒有給出便于工程師應(yīng)用的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法。

(3)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對于α>45°的錐殼小端加強(qiáng)段或α>30°的錐殼大端加強(qiáng)段，必須設(shè)置圓環(huán)殼折邊過渡段，為此將增加制造的成本。不設(shè)置折邊過渡段是否可行，尚待驗(yàn)證。

本文根據(jù)適用于錐殼的薄殼理論解和彈塑性有限元分析，對該設(shè)計(jì)規(guī)范提出改進(jìn)建議。文中僅分析圖1所示內(nèi)壓作用下大、小端分別與兩個(gè)內(nèi)直徑為DiL,Dis的圓筒連接的正錐殼。連接處為雙面對接全焊透焊接接頭，其焊縫內(nèi)外表面經(jīng)修磨成的過渡圓角半徑r0不小于殼體的厚度δr，即r0≥δr，不帶折邊過渡段。采用本文所建議的該種連接方式，可以有效地降低錐殼與圓柱殼連接處的峰值應(yīng)力。

以往分析[1-2]說明：在錐殼大端與圓柱殼連接處，決定加強(qiáng)段設(shè)計(jì)厚度的是其內(nèi)壁的最大一次加二次應(yīng)力強(qiáng)度(以經(jīng)向薄膜加彎曲應(yīng)力分量為主要成分)，其值隨錐頂角增大而加大；而在錐殼小端與圓柱殼連接處，影響設(shè)計(jì)厚度的是其總體加局部薄膜應(yīng)力強(qiáng)度(以環(huán)向薄膜應(yīng)力分量為主要成分)。前者以結(jié)構(gòu)安定性準(zhǔn)則控制，后者以極限壓力準(zhǔn)則控制。本文第一部分著重于彈性應(yīng)力分析，第二部分將闡述基于塑性分析的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則問題。

圖1 工程結(jié)構(gòu)示意

1 力學(xué)模型

為解決GB 150—2011和JB 4732—1995設(shè)計(jì)方法中所采用精度較低、適用范圍較小的簡單邊界效應(yīng)問題，對于錐殼采用基于圖2所示力學(xué)模型的薄殼理論精確解(薄殼理論和本文精確解的精度量級都為O(t/R)，不需限制cotα值；簡單邊界效應(yīng)解略去了薄殼理論方程中某些較小的量，其精度量級為O[(t/R)1/2]，且要求cotα～O(1))代替簡單邊界效應(yīng)解，提高了半頂角α>45°時(shí)錐殼解的精度。

對于實(shí)際工程結(jié)構(gòu)(見圖1)，如錐殼與大、小端圓柱殼的加強(qiáng)段足夠長，加強(qiáng)段外端對于錐殼與圓柱殼連接處邊緣效應(yīng)的影響可以忽略。假設(shè)分析所采用的力學(xué)模型中錐殼與大、小端圓柱殼為同一厚度t，文中令t=δr，并令小端圓柱殼中面半徑R1=0.5(Dis+δr)，大端圓柱殼中面半徑R2=0.5(DiL+δr)，內(nèi)壓為p。

以假想的旋轉(zhuǎn)殼法向截面分別將小端圓柱殼與錐殼在連接處r=R1、大端圓柱殼與錐殼在連接處r=R2截開，在截面處分別作用有未知的沿平行圓徑向的橫剪力Q1和Q2，彎矩M1和M2,如圖2所示；圖2中錐殼與圓柱殼連接處內(nèi)力素之間的關(guān)系滿足內(nèi)力的連續(xù)條件。采用“力法”求解該問題，即以Q1,M1和Q2,M2為4個(gè)基本未知量，分別給出圓柱殼和錐殼在連接處的位移、轉(zhuǎn)角與基本未知量的8個(gè)關(guān)系式，再利用以4個(gè)基本未知量表示的兩個(gè)連接處的位移、轉(zhuǎn)角共4個(gè)變形協(xié)調(diào)條件，就可解得Q1,M1和Q2,M2，從而可得出兩端邊緣效應(yīng)耦合的錐殼理論解。

圖2 力學(xué)模型

2 薄殼理論解

旋轉(zhuǎn)殼的薄殼理論方程的解，可分解為薄膜理論解和對應(yīng)于齊次微分方程的邊緣效應(yīng)解的通解，通解中的待定常數(shù)由邊界條件確定，反映了殼體邊緣效應(yīng)的影響。本節(jié)公式可參考JB 4732—1995附錄A。

2.1 圓柱殼的薄殼理論解

+ksiMi]}

(i=1,2) (1)

(i=1,2) (2)

式中E——材料的彈性模量；

υ——泊松比;

δi——區(qū)別大小端邊緣橫剪力的正負(fù)號而引入的系數(shù);

i——下標(biāo)，i=1表示小端圓柱殼，i=2表示大端圓柱殼。

圓柱殼的殼體常數(shù)：

(i=1,2) (3)

(4)

(5)

其中，克雷洛夫函數(shù)θ(x),ψ(x),ζ(x),φ(x)的表達(dá)式為：

θ(x)=e-xcosx,φ(x)=e-x(cosx+sinx)ζ(x)=e-xsinx,ψ(x)=e-x(cosx-sinx)

(6)

(i=1,2) (7)

只需將上述式(5)和式(7)中的Ri改為Ri/cosα，邊緣作用剪力(Qi/pRi-tanα/2)改為-Qicosα/pRi，仍令i=1,2，可分別得到錐殼小端與大端的簡單邊界效應(yīng)解,即文獻(xiàn)[1-2]中設(shè)計(jì)方法的理論依據(jù)。

2.2 錐殼的薄殼理論解

(8)

(9)

其中，D為錐殼的彎曲剛度，其表達(dá)式與圓柱殼相同：

D=Et3/12(1-υ2)

(10)

錐殼混合型的基本方程為：

(11)

其中L為對坐標(biāo)s的二階常微分算子：

(12)

方程組(11)可化為一個(gè)二階復(fù)函數(shù)的方程，經(jīng)過變量代換后，化為虛宗量的貝塞爾方程，其詳細(xì)推導(dǎo)過程見文獻(xiàn)[4]，本文僅給出結(jié)果。將自變量s由下式的關(guān)系代換為x:

(13)

其中，殼體常數(shù)μ4=Et/D=12(1-υ2)/t2。得到：

(14)

(15)

將式(14)代入式(8)中的Qr表達(dá)式，將式(15)代入式(9)中的Ms表達(dá)式，并取錐殼小端與大端的x值，可以得到：

(16)

其中，系數(shù)矩陣aij(i,j=1,2,3,4)分別是開爾文函數(shù)和湯姆遜函數(shù)及其一階導(dǎo)數(shù)在小端和大端的表達(dá)式，詳見文獻(xiàn)[2]附錄A中式(A2-20)。錐殼在小端與大端的殼體常數(shù)kc1,kc2為：

(17)

(18)

(19)

其中，系數(shù)矩陣bij(i,j=1,2,3,4)分別是開爾文函數(shù)和湯姆遜函數(shù)及其一階導(dǎo)數(shù)在小端和大端的表達(dá)式，詳見文獻(xiàn)[2]附錄A中式(A2-21)。將式(16)的系數(shù)矩陣求逆，代入式(19)，可得到錐殼兩端邊緣位移、轉(zhuǎn)角與內(nèi)力素的關(guān)系：

(20)

2.3 錐殼與圓柱殼的變形協(xié)調(diào)

錐殼與圓柱殼的變形協(xié)調(diào)方程如下：

(21)

將式(1)，(2)代入式(21)左端，式(20)代入式(21)右端，就可解得基本未知量Q1,M1和Q2,M2的表達(dá)式，它取決于內(nèi)壓p及圓柱殼、錐殼的基本幾何參數(shù)t/R1,R2/R1,α以及材料常數(shù)E,υ等已知條件。

2.4 錐殼與圓柱殼中的薄膜應(yīng)力與彎曲應(yīng)力

(22)

(23)

彎曲應(yīng)力分量(即二次應(yīng)力)如下：

(24)

(25)

彎曲應(yīng)力表達(dá)式中，“-”為外壁應(yīng)力，“+”為內(nèi)壁應(yīng)力。

將所求得的Qi,Mi代入式(5)，(7)，并令i=1,2，可分別得到小端與大端圓柱殼中的薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。

3 連接結(jié)構(gòu)形式的確定與理論解驗(yàn)證

為確定合理的連接結(jié)構(gòu)形式、驗(yàn)證理論解的可靠性，并與簡單邊界效應(yīng)解對比，采用軸對稱彈性有限元法對一系列不同α,t/R1和R2/R1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算，有限元模型采用8節(jié)點(diǎn)軸對稱二次單元進(jìn)行分析。圖3示出一個(gè)典型的有限元網(wǎng)格在錐殼與圓柱殼連接部位的局部放大圖。下文所給各算例中，R1=1 000 mm,R2=1 100 mm,t=10 mm,內(nèi)壓p=0.4 MPa。

圖3 有限元分析網(wǎng)格局部圖

r0/t00.20.40.60.81.0理論解(σs)max/MPa1 187981808695624573(σms+σbs)max/MPa533421412407403399536

從表1可以看出：

(1)過渡圓弧半徑r0可顯著降低該處的峰值應(yīng)力，當(dāng)r0等于殼厚t時(shí)，該截面的最大應(yīng)力已經(jīng)降低至無過渡圓弧時(shí)最大應(yīng)力的48%，此時(shí)峰值應(yīng)力僅比薄殼理論解的計(jì)算值高7%；

圖4示出當(dāng)r0=t時(shí)，沿圖3中連接處殼體3個(gè)法向橫截面O-O′,C-C′和S-S′上經(jīng)向應(yīng)力有限元計(jì)算值和理論解的分布規(guī)律(設(shè)各橫截面的厚度為δ)。O-O′對應(yīng)的理論解為錐殼與圓柱殼中面的交點(diǎn)處之值，C-C′和S-S′對應(yīng)的理論解分別為錐殼和圓柱殼各自距離中面交點(diǎn)10 mm(即殼厚)處之值。從圖4可以看出，在距離中面交點(diǎn)一倍壁厚處，理論解與有限元解吻合很好，而過渡圓弧處的應(yīng)力峰值僅經(jīng)過一倍殼厚的距離便已迅速衰減。

圖5,6示出算例α=40°,R2/R1=1.1的精確解、簡單邊界效應(yīng)解和有限元解沿殼體經(jīng)向的分布規(guī)律。該算例中所顯示的簡單邊界效應(yīng)解(不計(jì)錐殼大小端邊緣效應(yīng)耦合)與精確解的誤差為：大端內(nèi)壁經(jīng)向應(yīng)力是整個(gè)結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力，其誤差-13.2%，該一次加二次應(yīng)力誤差對于大端工程設(shè)計(jì)厚度的影響偏薄，但就實(shí)際工程設(shè)計(jì)而言，尚屬可接受的偏差范圍；算例中最大環(huán)向薄膜應(yīng)力發(fā)生在小端，簡單邊界效應(yīng)解的誤差達(dá)13.4%，此誤差說明不考慮耦合效應(yīng)使小端設(shè)計(jì)厚度偏于保守。計(jì)算發(fā)現(xiàn)：

圖4 r0/t=1時(shí)錐殼與圓柱殼連接區(qū)經(jīng)向應(yīng)力沿壁厚的分布(α=60°,R2/R1=1.3,t/R1=100)

(1)對于所有算例，考慮錐殼兩端邊緣效應(yīng)互相耦合的精確解與有限元解都能很好地符合；

(2)精確解與簡單邊界效應(yīng)解的誤差隨α的增加而增加，隨R2/R1的減小而增加，簡單邊界效應(yīng)解可以適用于較小的α角以及較大的R2/R1值對應(yīng)的結(jié)構(gòu);

(3)對于最大一次加二次應(yīng)力強(qiáng)度，精確解與簡單邊界效應(yīng)解的誤差不大；但是對于最大薄膜應(yīng)力強(qiáng)度，隨著α的增加和R2/R1的減小，二者的誤差快速增加;

(4)需要注意錐殼兩端的邊緣效應(yīng)耦合作用使最大薄膜應(yīng)力強(qiáng)度不是增加、而是減少。

圖5α=40°,R2/R1=1.1時(shí)經(jīng)向薄膜加彎曲應(yīng)力分量

圖6 α=40°,R2/R1=1.1時(shí)環(huán)向薄膜應(yīng)力分量

圖7,8示出算例α=60°,R2/R1=1.1的精確解、簡單邊界效應(yīng)解和有限元解沿殼體經(jīng)向的分布規(guī)律。關(guān)于該算例中簡單邊界效應(yīng)解的誤差：在經(jīng)向薄膜加彎曲應(yīng)力取最大值的大端內(nèi)壁，誤差僅為-4.3%，但是環(huán)向薄膜應(yīng)力取最大值的小端，誤差高達(dá)52.6%。可見，當(dāng)R2/R1較小時(shí)必須考慮錐殼兩端邊緣效應(yīng)的耦合作用，考慮此作用相比原有規(guī)范[1-2]算法可減薄設(shè)計(jì)厚度。

基于對此一系列算例的分析，建議在制定設(shè)計(jì)方法時(shí)考慮如下內(nèi)容。

(1)對于錐殼較長，無需考慮錐殼兩端邊緣效應(yīng)耦合作用采用的情況(與α,R2/R1和t/R1的具體值有關(guān))，可采用本文提出的薄殼理論精確解結(jié)果，分別給出錐殼與大端圓柱殼的補(bǔ)強(qiáng)系數(shù)QL曲線、錐殼與小端圓柱殼的補(bǔ)強(qiáng)系數(shù)Qs曲線。

(2)對于錐殼較短，必須考慮錐殼兩端邊緣效應(yīng)耦合作用采用的情況，可采用本文提出的薄殼理論精確解結(jié)果，給出與參數(shù)α,R2/R1和t/R1有關(guān)的設(shè)計(jì)厚度補(bǔ)強(qiáng)系數(shù)Qs曲線。

(3)有限元分析還說明，采用本文提出的錐殼與圓柱殼連接結(jié)構(gòu)，即在全焊透焊縫內(nèi)外表面經(jīng)修磨成半徑為r0≥δr的過渡圓角，當(dāng)錐殼半頂角α超過30°時(shí)，不帶折邊過渡段也可以有效地降低連接處的局部應(yīng)力。

圖7α=60°,R2/R1=1.1時(shí)經(jīng)向薄膜加彎曲應(yīng)力分量

圖8 α=60°,R2/R1=1.1時(shí)環(huán)向薄膜應(yīng)力分量

4 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 150—2011[1]和JB 4732—1995[2]中，所采用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則式為：

Pm?SⅠ≤Sm

(26)

PL?SⅡ≤1.1Sm

(27)

PL+Q?SⅣ≤3.0Sm

(28)

ps≥1.5p

(29)

準(zhǔn)則式(29)中，ps為結(jié)構(gòu)的塑性極限承載能力，p為結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)壓力。關(guān)于此設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的詳情將在后續(xù)第(二)部分加以論述。

5 設(shè)計(jì)方法

按照本文所給出的薄殼理論精確解以及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則式(26),(28)和(29)，可以給出錐殼大、小端與圓柱殼相連接時(shí)的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法。文中給出錐形封頭或錐殼變徑段無需考慮錐殼兩端邊緣效應(yīng)耦合時(shí)錐殼大端與圓柱殼連接的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法，以及必須考慮錐殼變徑段兩端邊緣效應(yīng)耦合結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法，錐殼小端與圓柱殼連接的補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法將在后續(xù)第(二)部分給出。

5.1 錐殼大端與圓柱殼連接時(shí)的設(shè)計(jì)方法

當(dāng)只需考慮錐殼大端與圓柱殼相連時(shí)，Di=DiL=2R2-t，此時(shí)控制加強(qiáng)段設(shè)計(jì)厚度(即補(bǔ)強(qiáng)系數(shù)QL值)的是準(zhǔn)則式(26)，(28)，且先由圖9判斷是否需要補(bǔ)強(qiáng)。

連接處若需補(bǔ)強(qiáng)，加強(qiáng)段厚度δr=t仍按下式計(jì)算：

(30)

按本文的應(yīng)力分析結(jié)果，給出QL(α,p/Sm)曲線如圖10所示。

注：曲線按最大一次加二次應(yīng)力強(qiáng)度繪制，控制值為3Sm

為驗(yàn)證本文所給適用范圍內(nèi)錐殼與圓柱殼極薄時(shí)(如p/Sm=0.001)，連接處是否有內(nèi)壓失穩(wěn)的可能，本文用理想彈塑性小變形有限元法分析了結(jié)構(gòu)的極限壓力，又用理想彈塑性大變形有限元法分析了該結(jié)構(gòu)[8-10]。圖11示出其中一個(gè)對于穩(wěn)定性而言安全裕度最低的算例，其參數(shù)為：α=60°,R2/R1=1.8,R2=1 800 mm,p/Sm=0.001。算例厚度按式(30)、圖10計(jì)算，最小厚度δr=9.083 mm，即按照錐殼大端-圓柱殼結(jié)構(gòu)塑性極限承載能力的要求，R2/δr=198，錐殼和大、小端圓柱殼均采用此厚度。先用理想彈塑性小變形有限元法得到壓力-變形歷史曲線，求得塑性極限壓力ps=0.353 MPa,ps/p=1.54。再采用Schmidt等[11]提出的等效幾何缺陷建模法，將其一階彈性屈曲模態(tài)作為初始缺陷，通過三維理想彈塑性大變形非線性屈曲有限元法得到結(jié)構(gòu)的壓力-變形歷史曲線，其中結(jié)構(gòu)產(chǎn)生1%塑性變形時(shí)，結(jié)構(gòu)載荷p1=0.649 MPa，可見結(jié)構(gòu)此時(shí)仍未發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，且仍有較大的承載能力，故結(jié)構(gòu)破壞模式為過大的塑性變形。

(a)內(nèi)壓-錐殼大端與圓柱殼連接點(diǎn)徑向收縮變形歷史曲線 (b)變形前后殼體狀態(tài)放大圖

圖11 彈塑性有限元分析算例

對具有其他錐殼半頂角的算例，按照與上述算例相同方法進(jìn)行有限元分析，結(jié)果見表2。所有算例均保證其塑性極限壓力有至少1.5倍的安全裕量，滿足設(shè)計(jì)準(zhǔn)則式(29)。同時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生1%塑性變形時(shí)，結(jié)構(gòu)載荷遠(yuǎn)大于1.5倍設(shè)計(jì)壓力p，此時(shí)結(jié)構(gòu)并未發(fā)生內(nèi)壓失穩(wěn)。

表2 與圓柱殼連接的錐殼大端結(jié)構(gòu)承載能力的理想塑性有限元分析結(jié)果(p/Sm=0.001)

5.2 錐殼變徑段較短時(shí),大、小端與圓柱殼連接處邊緣效應(yīng)耦合時(shí)的設(shè)計(jì)方法

當(dāng)錐殼變徑段較短時(shí)，應(yīng)考慮錐殼與大、小端圓柱殼相連接時(shí)邊緣效應(yīng)耦合，此時(shí)控制錐殼變徑段設(shè)計(jì)厚度(即Q值)的準(zhǔn)則是式(26),(29)，塑性極限狀態(tài)下小端圓柱殼和錐殼小端先發(fā)生塑性流動，而大端圓柱殼仍為彈性狀態(tài)，該處一次加二次應(yīng)力強(qiáng)度滿足準(zhǔn)則式(28)的要求。應(yīng)用下式設(shè)計(jì)：

(31)

此時(shí)Di=Dis=2R1-t。

圖12,13示出式(31)中的Qs值的兩例，由α,DiL/Dis和p/Sm值讀取。邊緣效應(yīng)耦合時(shí)，按本文所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的安全裕度見后續(xù)第(二)部分。

圖12 α=45°時(shí)考慮錐殼變徑段大、小端邊緣效應(yīng)耦合作用時(shí)的Qs值

圖13 α=55°時(shí)考慮錐殼變徑段大、小端邊緣效應(yīng)耦合作用時(shí)的Qs值

6 結(jié)論

本文基于彈性薄殼理論，給出了內(nèi)壓作用下錐殼大、小端與圓柱殼相連接的結(jié)構(gòu)的精確解，并進(jìn)行了有限元法的數(shù)值驗(yàn)證。數(shù)值驗(yàn)證算例說明，現(xiàn)有壓力容器規(guī)范所采用的薄殼簡單邊界效應(yīng)解在錐殼半頂角α較大、錐殼較短時(shí)有較大誤差。據(jù)此提出了以錐殼精確解為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，給出了錐殼大端連接圓柱殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，并給出了錐殼變徑段較短、其兩端邊緣效應(yīng)互相耦合時(shí)的分析設(shè)計(jì)方法。利用理想彈塑性軸對稱體小變形有限元法對所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了塑性極限分析，顯示它們均有足夠的安全裕量。對于該設(shè)計(jì)方法所得錐殼大端與圓柱殼連接的結(jié)構(gòu)，用理想彈塑性大變形三維有限元法進(jìn)行分析，顯示這些結(jié)構(gòu)的破壞模式仍是過大的塑性流動，即設(shè)計(jì)曲線所給范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)不會發(fā)生內(nèi)壓失穩(wěn)破壞，從而保證了設(shè)計(jì)方法的可靠性。本文還提出錐殼與圓柱殼連接處采用修磨焊縫至半徑為r0≥δr的過渡圓角的方法，在錐殼半頂角α≤60°時(shí)證明仍可有效降低連接處的應(yīng)力集中，將不帶折邊過渡段的錐殼與圓柱殼連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法擴(kuò)大至α≤60°的范圍。