在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里，外壓加強(qiáng)圈可以設(shè)置在內(nèi)部也可以設(shè)置在外部，對(duì)于內(nèi)加強(qiáng)圈和外加強(qiáng)圈，規(guī)范采用的公式是一樣的，在規(guī)范里，這兩者并沒(méi)有不同。

但是實(shí)際情況是，內(nèi)外肯定是有少許差別的。如果只考慮受力問(wèn)題，那么到底是外加強(qiáng)圈好還是內(nèi)加強(qiáng)圈好呢？

外加強(qiáng)圈好的理由是：用的材料多，慣性矩大。

內(nèi)加強(qiáng)圈好的理由是：內(nèi)加強(qiáng)圈是受壓，尺寸更小，更不容易失穩(wěn)。

當(dāng)加強(qiáng)圈都很強(qiáng)的時(shí)候，對(duì)于殼體的加強(qiáng)是基本一致的。強(qiáng)的加強(qiáng)圈和較強(qiáng)的加強(qiáng)圈都起加強(qiáng)作用，殼體的許用外壓值是一樣的。然而，疾風(fēng)知?jiǎng)挪?，板蕩識(shí)忠臣，路遙知馬力，日久見(jiàn)人心。當(dāng)加強(qiáng)圈漸漸衰弱，殼體的許用外壓值會(huì)慢慢變化，同樣截面的加強(qiáng)圈，由于心態(tài)的變化，對(duì)母體的支持程度是不一樣的。那么我們就來(lái)試試究竟是內(nèi)向好還是外向好。

試驗(yàn)手段是采用ansys的做一個(gè)屈曲分析，計(jì)算結(jié)構(gòu)的屈曲特征值，用來(lái)定性分析內(nèi)外加強(qiáng)圈的不同。

為了一次達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康?，首先我們需要選擇一個(gè)不那么強(qiáng)的加強(qiáng)圈。

加強(qiáng)圈計(jì)算不合格才是我們需要的，如果加強(qiáng)圈合格，內(nèi)外計(jì)算得到的結(jié)果一樣，那就沒(méi)法比較了。

選擇和SW6試算過(guò)的計(jì)算模型：筒體材料為Q345R，尺寸為1000*8 L=3000，內(nèi)外加強(qiáng)圈均為60*10的扁鋼。那么到底是內(nèi)加強(qiáng)圈好還是外加強(qiáng)圈好呢？

首先計(jì)算加強(qiáng)圈在外側(cè)的模型

約束施加：

兩個(gè)端面上節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)成柱面坐標(biāo)，限制轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向位移。

施加外壓1Mpa。

采用特征值法計(jì)算臨界屈曲載荷，得到的變形結(jié)果，從變形波數(shù)可以得到，這是個(gè)短圓筒。

臨界壓力為1.82266MPa。即許用外壓為1.82266MPa。一般筒體的許用外壓，采用特征值法的時(shí)候，安全系數(shù)取3~4。

再計(jì)算加強(qiáng)圈在內(nèi)側(cè)的模型，與外側(cè)模型約束和載荷一樣。得到的失穩(wěn)波形如下圖，和上面的失穩(wěn)波形完全一樣。真是幸福的家庭有著相同的幸福，相同的短圓筒有著相同的波形。

內(nèi)部加強(qiáng)圈的臨界失穩(wěn)壓力為1.90028MPa。

從定性上來(lái)說(shuō)，內(nèi)部的加強(qiáng)圈臨界失穩(wěn)壓力大于外部加強(qiáng)圈的臨界失穩(wěn)壓力。那么可以初步下這么個(gè)結(jié)論：

如果只考慮受力，相同尺寸的加強(qiáng)圈，內(nèi)加強(qiáng)圈效果比外加強(qiáng)圈效果略好。

從數(shù)值上講，文中的例子，差距在除安全系數(shù)后，可以忽略不計(jì)。

為了朋友們能夠自己驗(yàn)證,下面貼出外加強(qiáng)圈的命令流：

finish

/clear

!環(huán)境設(shè)置

/filn,Stiff

/title,Stiffring outside

*SET,D1,1000 ! 筒體內(nèi)徑

*SET,L1,3000 ! 筒體長(zhǎng)度

*SET,T,8 ! 筒體厚度

L2=500

L3=2500

W1=60

T1=10

*SET,P,1 ! 施加內(nèi)壓值

qz=-P*D1**2/(4*T*(D1+T)) ! 筒體載荷邊界，未使用

/prep7

!定義單元及材料屬性

et,1,solid186 ! 實(shí)體單元

mp,ex,1,2.05e5 ! 殼體、接管與補(bǔ)強(qiáng)圈材料彈性模量

mp,prxy,1,0.30 ! 殼體與補(bǔ)強(qiáng)圈材料泊松比

cylind,D1/2,D1/2+T,,L1,,360 ! 創(chuàng)建1/4筒體

cylind, D1/2-w1, D1/2+T+w1,l2,l2+t1,,360

cylind, D1/2-w1, D1/2+T+w1,l3,l3+t1,,360

vovlap,all,all !Creat stiff ring

vsel,s, , , 10,12,2

vdele,all,,,1

allsel

wprota,,90,

allsel

VSBW,all

wprota,, ,90

allsel

VSBW,all

vglue,all

nummrg,all ! 對(duì)所有實(shí)體信息進(jìn)行壓縮

numcmp,all

!劃分網(wǎng)格

allsel

Allsel

Lsel,s,radius,, 0.5*d1,

Lesize,all,,,16

Allsel

Lsel,s,length,,t,t1

Lesize,all,,,2

allsel

Lsel,s,radius,, D1/2+T+w1,

Lesize,all,,,16

allsel

Lsel,s,radius,, D1/2+T,

Lesize,all,,,16

Allsel

Lsel,s,length,,w1,

Lesize,all,,,8

allsel

lsel,s,,,90,94,4

lesize,all,,,16

lsel,s,,,73

lesize,all,,,64

allsel

mshape,0,3D

Vsweep,all

!劃分網(wǎng)格完成

allsel,all

NUMMRG,NODE, , , ,LOW

vplot

!網(wǎng)格劃分完成

wpcsys,-1,0

allsel

Asel,s,loc,z,0

Asel,a,loc,z,l1

csys,1 !轉(zhuǎn)化成柱坐標(biāo)系

NSLA,R,1 !選擇面上的節(jié)點(diǎn)

NROTAT,ALL

D,ALL,,0,,,,UY

D,ALL,,0,,,,UZ !施加軸向和環(huán)向約束

allsel

CSYS,0

FINI

!屈曲特征值部分

/SOLU !進(jìn)入求解

ANTYPE,STATIC !在進(jìn)行屈服分析之前，ANSYS需要從靜態(tài)分析提取數(shù)據(jù)

PSTRES,ON !屈服分析中采用預(yù)應(yīng)力

allsel ! 全選擇

csys,1 !轉(zhuǎn)化成柱坐標(biāo)系

asel,s,loc,x,d1/2

CSYS,0

Sfa,all,1,pres,-p

SOLVE !求解

FINISH !退出求解

/SOLU !重新進(jìn)入求解模型進(jìn)行屈服分析

ANTYPE,BUCKLE !屈服分析類(lèi)型

BUCOPT,LANB,1 !1階模態(tài)，子空間法

SOLVE !求解

FINISH !退出求解

/SOLU !重新進(jìn)入求解展開(kāi)模態(tài)

EXPASS,ON !模態(tài)展開(kāi)打開(kāi)

MXPAND,1 !定義需要展開(kāi)的階數(shù)

SOLVE !求解

FINISH !退出求解

/POST1 !進(jìn)入通用后處理

SET,LIST !列出特征值求解結(jié)果

SET,LAST !讀入感興趣階數(shù)模態(tài)結(jié)果

PLDISP !顯示變形后圖形