应用机械工程学报

抽象的

钢罐几何缺陷屈曲行为的现场研究与评估

Rastgar M 和 Showkati H

壳体是建筑和工业项目中最常用的结构部件之一。壳体结构由壳体承重元件组成，主要用于油气罐、海上平台、筒仓、漏斗、冷却塔、船舶和飞机机身等。尽管钢制圆柱壳的使用频率很高，但其建造和组装过程却带来了重大问题。这些结构由于壳体面积大，无法进行整体建造，并且使用多个焊接的弯曲面板部件建造而成，因此会出现一些几何缺陷。这些缺陷大多是由焊接、运输、轧制不当以及安装和实施问题引起的。这些缺陷会直接影响壳体在屈曲和外部压缩载荷下的结构行为。由于大多数壳体罐在运行过程中极有可能处于抽吸（真空）状态，因此其薄壁中的压缩力会导致屈曲和失效。本研究介绍了某炼油厂正在建造的钢制圆柱形储罐中的缺陷，并通过实地研究对其进行了评估。依靠统计推断，对缺陷进行分类，然后通过研究其产生的影响因素和原因，确定常见的缺陷。随后，通过实验评估了常见缺陷在均匀外部压力下对屈曲行为的影响。然后，对试件进行非线性数值分析。最后，比较了实验结果、有限元和解析关系。