符 号 说 明

d——接管中面直径，mm；

D——锥壳中面直径，mm；

Do——锥壳外直径，mm；

E——材料弹性模量，MPa；

pcr——锥壳开孔接管结构失稳临界压力，MPa；

pcrs——锥壳失稳临界压力，MPa；

“建筑业互联网系统架构模型-工程建设行业信息化技术发展研究报告(2017)”课题于2015年10月16日由中国BIM发展联盟第二届理事会第二次全体会议通过立项；经包括联盟理事及成员单位在内的44位编委31家单位共同努力，《建筑业互联网系统架构模型-工程建设行业信息化技术发展研究报告（2017）》于2018年5月由中国建筑工业出版社出版发行。

r——筒体外半径，mm；

首先要选择科学合理的场址。猪场一定要选择在地势高燥、背风向阳、座南朝北、排水良好、水源、电力方便、交通快捷并远离污染的地方。如地势低洼、道路坎坷或建在人口稠密、人车嘲杂的地方，不仅阴暗潮湿，而且进出困难，最重要的是不能给生猪创造一个良好的生长环境，势必带来一定的麻烦甚至造成严重后果。

δ——接管厚度，mm；

Ajdari M A B等的研究表明锥壳几何参数、半顶角和材料特性对锥壳的承载能力有一定的影响[1]。叶增荣对比斜锥壳、正锥壳在屈曲失稳模态形状的不同，同时分析结构参数对锥壳失稳压力的影响[2]。吴春芳对有环肋的圆锥壳开孔进行有限元分析，对比不同开孔型式对应力的影响[3]。路则超和贺小华对内压下锥壳开孔接管结构强度进行研究[4]。

δe——锥壳有效壁厚，mm；

我国是一个传统的东方大国，在创新方面比较保守，而整个社会的教育也是以不出头为主，所以这也扼杀了畜牧兽医行业的创新性。还有一个原因就是畜牧兽医行业的大环境也是比较传统，很多人不敢去挑战和创新，这两个环境的保守加在一起让创新很难实现。

锥壳材料为Q345R，接管材料为16Mn，材料性能见表1。

δet——接管有效壁厚，mm。

在航空航天、深海工程等领域，外压容器得到广泛应用。在工程应用中，外压容器以弹性失稳破坏为主。锥壳上开孔在压力容器中是比较常见的。在锥壳开孔位置，结构连续性受到破坏，导致结构的强度有所下降，容器相对于之前来说承受压力的能力有所下降。

F1断裂中节理裂隙较发育，主要有:(1)走向340°、310°的压性和压扭性节理裂隙，呈密集性闭合状，平均线裂隙率20～25条/米；(2)走向190°、倾角75°的压扭性节理裂隙，沿裂面有钙质淋滤作用形成的小孔洞；(3)走向90°、245°的张性裂隙，宽0.4～0.7 cm，局部有渗水现象。

目前，对外压锥壳开孔接管结构临界失稳压力进行系统研究的文献相对较少。笔者采用有限元非线性“一致缺陷模态法”[5]对锥壳开孔接管结构进行失稳模拟计算，研究锥壳开孔接管结构在不同参数下的临界失稳压力变化，为后续研究提供指导。

1 有限元分析模型与计算方案

①病情监测：患者送至医院后，对其病情做进一步诊断，注意和其它症状相似疾病的鉴别，先卧床休息，予以吸氧支持，持续做心电监护；②并发症护理：对心率过慢、心律失常等患者做出快速对症处理，监测到心跳停止时立即做心肺复苏，发生心源性休克时进行抗休克处理；在使用血管活性药物后若患者出现心衰，则应使用强心剂或者是利尿剂；对患者用药后的反应进行监测，及时发现问题、处理问题；③环境护理：积极做好健康宣教，促进与患者家属的沟通、交流，打造舒适、温馨的家庭环境，使患者感受到来自周围人员的悉心照料和关心，同时介绍各种急性心肌梗死的疾病、护理知识，使患者得到心理安慰。

 

表1 材料参数

  

部件名称材料厚度mm常温屈服强度MPa弹性模量GPa泊松比筒体Q345R≤163452000.3接管16Mn≥163202000.3>16～40310

文献[6]的研究结果表明壳体结构失稳临界压力与材料本构关系联系很小。查阅EN1993-1-6:2007标准[7]，参考标准中的规定，塑性阶段斜率为E/100，所选模拟分析材料本构关系为双线性的(图1)。

  

图1 材料本构关系曲线

在进行网格划分时，有限元模型(图2)均采用shell181单元类型，并进行网格无关性验证，shell181单元的有效可靠性在文献[6]中已有详细说明。为防止锥壳受接管端面约束的影响，接管长度为参照文献[8，9]，锥壳大小两端和接管端部均约束环向位移，并且小端约束轴向位移，锥壳外表面施加压力。

  

图2 有限元模型

锥壳大端外径取5 000mm，锥壳小端外径取1 000mm，笔者所选有限元模型失稳类型都为弹性失稳。锥壳半顶角α取10、20、30、45°；开孔率d/D取0.1、0.2、0.3、0.4；接管与锥壳厚度比δet/δe取0.5、1.0、1.5、2.0；锥壳径厚比Do/δe取80、150、250。计算模型合计192个。

夜间旅游的产生是市场供需共同作用的结果，进行合理的市场化开发，夜间旅游能够准确把握客源市场的需求状况。考虑到夜间旅游建设的高投入，在夜游开发之前，要进行科学全面的市场分析，保证旅游资源得到切实有效的利用，实现夜间旅游的可持续开发。再者，夜间旅游所需的照明、安全、交通设施不是市场所能调控的，因此，夜间旅游开发要遵循“市场运行、政府引导”的经济运行机制，政府推动、社会参与，依靠政府力量树立良好的城市夜游形象，倡导科学健康的夜间休闲消费观念。加强城市夜游立法建设，利用优惠政策吸引夜游开发商投入建设。因此，政策驱动城市夜游开发，市场调节与政府宏观调控结合是夜间旅游得以顺利进行的有效保障。

2 有限元屈曲分析

2.1 结构失稳分析方法

为分析接管结构对外压锥壳临界压力的影响，定义接管结构削弱有效系数K=pcr/pcrs，其中pcrs为锥壳失稳临界压力，pcr为锥壳开孔接管结构失稳临界压力。不同锥壳开孔接管结构参数下各计算模型接管结构削弱有效系数K与pcr、δet/δe的关系如图5所示。

α——锥壳半顶角，(°)；

  

图3 载荷-位移曲线

  

图4 失稳变形

2.2 锥壳开孔接管结构分析

以“一致缺陷模态法”[5]为基础，对结构进行分析。在ANSYS分析模块中得到位移最大位置的载荷-位移曲线(图3)。结构的临界压力可依据双切线准则[10]得到，失稳变形如图4所示。

国际技术溢出是中间品进口影响我国制造业的主要途径。进口质优的中间品，不仅能提高每个地区创新主题的资本存量，还会使每个地区的创新主题都与国际技术知识接轨。不同区域的创新程度受到该区域人力资本和经济开放程度等因素的影响，而这些因素对国际技术溢出也会产生相应的干扰。因此本文需要检验中间品进口的国际溢出是否可以促进我国各地区的技术创新能力，以及其对各地区技术创新能力影响的差异。

由图5可知，其他结构参数不变，随着锥壳半顶角α的增大，各组计算模型中锥壳开孔接管结构临界失稳压力值pcr均是先增大后减小。当半顶角α=30°时，结构的临界失稳压力值达最大，此时，开孔率是影响接管结构削弱有效系数K最大的结构参数。Do/δe较小的结构，开孔接管结构对锥壳外压承载能力削弱程度越明显。开孔率较小时(d/D=0.1)，锥壳结构临界压力受接管影响不大。各有限元模型接管结构削弱有效系数K均在0.870 2～0.997 4内，开孔率d/D逐渐增大，各分析模型失稳临界压力和接管结构削弱有效系数K逐渐减小。当开孔率d/D=0.4时，各有限元模型接管结构削弱有效系数在0.650 3～0.916 4范围内。随着接管厚度的增加，结构失 稳临界压力值逐步增大，相应的接管结构削弱有效系数K也越大。相对而言，Do/δe较大时，接管厚度的增加对结构临界压力影响较大。 伴随Do/δe逐步增大，接管结构削弱有效系数K逐渐增大。半顶角α较小时，增加锥壳径厚比Do/δe，接管结构削弱有效系数K显著增加。开孔率较大时(d/D=0.4)，Do/δe越大接管结构削弱有效系数K增加越明显。

 

 

 

  

图5 锥壳开孔接管结构削弱有效系数K

ReL——Q345R常温下的屈服强度，MPa；

2.3 正交分析

为了进一步分析上述结构参数锥壳半顶角α、 开孔率d/D、锥壳与接管厚度比δet/δe和径厚比Do/δe对临界失稳压力pcr的影响程度，采用正交试验进行比较分析。文中正交试验类型为4因素3水平，可分为9组实验模型(表2)。临界失稳压力均值极差计算结果见表3，R1，R2，R3及r1，r2，r3分别对应各水平失稳临界压力值的总和与平均值。

 

表2 模型参数

  

模型α/(°)d/Dδet/δeDo/δe失稳临界压力pcr/MPa1100.40.5801.88442100.31.01500.51513100.11.52500.15544300.40.52500.30135300.31.0802.93106300.11.51501.22307450.40.51500.87588450.31.02500.31199450.11.5803.1059

 

表3 临界失稳压力均值极差计算结果 MPa

  

项目因素α/(°)d/Dδet/δeDo/δeR12.55494.48433.41937.9213R24.45533.75803.92232.6139R34.29363.06153.96220.7687r1=R1/30.85161.49481.13982.6404r2=R2/31.48511.25271.30740.8713r3=R3/31.43121.02051.32070.2562极差0.63350.47430.18092.3842

利用极差分析4个结构参数对失稳临界压力的影响，设置因变量为失稳临界压力pcr，自变量为锥壳半顶角α、开孔率d/D、锥壳与接管厚度比δet/δe 和径厚比Do/δe。从极差分析表2可以看出，4个因素中径厚比Do/δe对临界失稳压力的影响最大。4个结构参数影响强弱次序为：Do/δe > α > d/D>δet/δe，由此可知，锥壳的主体结构参数是影响锥壳开孔接管结构失稳临界压力的主导因素，相对而言，对结构失稳临界压力影响较小的因素为δet/δe。

3 锥壳开孔接管结构与等效圆柱壳开孔接管结构临界失稳压力的比较

现行标准[10，11]中常将外压锥壳等效成圆柱壳进行处理，利用标准中的等效规则可较为有效地计算锥壳临界失稳压力值，为了比较分析锥壳开孔接管结构与等效圆柱壳开孔接管结构之间的差异性，将锥壳开孔接管结构等效成圆柱壳开孔接管结构，模拟计算其临界失稳压力值(图6)，圆柱壳与锥壳的边界约束条件相近，圆柱壳的一端约束环向位移，另一端约束环向和轴向位移。所有模型都施加相同的初始几何缺陷。

  

图6 锥壳开孔接管结构与等效圆柱壳 开孔结构结构失稳压力

从图6中可知，锥壳开孔接管结构临界失稳压力变化规律与等效圆柱壳开孔接管结构基本相同。相同参数下，锥壳开孔接管结构临界失稳压力值pcr均大于相应的等效圆柱壳开孔接管结构。因此，现行标准中将锥壳开孔接管结构等效成圆柱壳开孔接管结构是可行的，其结果具有保守性。

4 结论

4.1 一定参数范围内，锥壳开孔接管结构临界失稳压力值随着开孔率d/D增大、Do/δe的增大及接管与锥壳厚度比δet/δe的减小而减小，在半顶角α=30°附近，结构的临界失稳压力值达到最大。

除了干预措施，在必要的时候，药师可以建议患者转诊到指定呼吸科医师或更有经验的医师处就诊，以调整药师自己不能确定的治疗方案。

4.2 影响锥壳开孔接管结构临界失稳压力pcr各因素的权重度依次为Do/δe>α>d/D>δet/δe。

4.3 锥壳开孔接管结构临界失稳压力值pcr均大于相应的等效圆柱壳开孔接管结构。

参 考 文 献

[1] Ajdari M A B，Jalili S，Jafari M，et al.The Analytical Solution of the Buckling of Composite Truncated Conical Shells under Combined External Pressure and Axial Compression[J].Journal of Mechanical Science and Technology， 2012， 26(9)：2783～2791.

[2] 叶增荣.外压无折边直斜锥壳容器屈曲模拟计算与研究[J].压力容器，2015，32(7)：16～24.

[3] 吴春芳.环肋圆锥壳开孔应力特性分析[J].机电信息，2011，(12)：203～204.

[4] 路则超，贺小华.异种钢锥壳径向接管开孔结构强度研究[J].机械设计与制造，2014，(10)：123～125.

[5] 张淑玲，贺小华.圆柱壳开孔接管结构弹性失稳临界压力研究[J].机械设计与制造，2017，(1)：21～24.

[6] 张淑玲.圆柱壳接管结构临界失稳压力及补强设计研究[D].南京：南京工业大学，2016.

[7] EN1993-1-6，Strength and Stability of Shell Structures[S].Brussels：BSI，2007.

[8] 胡嘉琦.正交各向异性钛制外压锥壳结构设计方法研究[D].南京：南京工业大学，2017.

[9] Sofiyev A H.The Buckling of an Orthotropic Composite Truncated Conical Shell with Continuously Varying Thickness Subject to a Time Dependent External Pressure[J].Composites.Part B：Engineering，2003，34(3)：227.

[10] GB 150-2011，压力容器[S].北京：中国标准出版社，2011.

[11] ASME Boiler & Pressure Vessel Code VIII Division 1，Alternative Rules-Rules for Construction of Pressure Vessels 2015[S].New York：American Society of Mechanical Engineers，2015.