理论教育 数学模型的建立和求解方法分析

数学模型的建立和求解方法分析

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于使用的高压容器材料结构的不同选择,故参数E、Et、σs、σb是在适用的结构材料所给定的一组值内选取。爆破压力约束 按福贝尔爆破压力公式并检验安全系数,应有安全系数:nb=≥2.5 几何尺寸约束ri≤rc≤r0,ri≤r0≤3r 综上所述可知,目标函数为约束条件为式~式,决策空间是二维的,而参数空间则是六维的。

数学模型的建立和求解方法分析

1.决策变量

由上述分析可知,问题的决策变量为:弹-塑界面半径rc;表示壁厚的径比k0。参数为:弹性模量EEt;力学性能σsσb;内径ri;设计压力pi

由于使用的高压容器材料结构的不同选择,故参数EEtσsσb是在适用的结构材料所给定的一组值内选取。

2.约束条件

(1)不发生反向屈服条件 根据福贝尔(Faupel)应用材料的屈服强度求出容器的允许最大超应变度χmax,卸压后容器不会产生反向屈服,其表达式为

σs=5350(χ-16.8),χχmax (10-59)

(2)最佳超应变度条件 按10.4.4中的分析可知,在容器设计时弹-塑界面半径应选择满意978-7-111-29617-1-Chapter10-56.jpg,由式(10-58)可知:

(3)强度条件 由于目前国内尚无超高压容器的设计规范,故按日本HPIS- C-10—1980《超高压圆筒容器设计指针》中的规定,容器在强度上应满足:

式中 fs——安全系数fs=f0×f1,考虑载荷条件的变化,检验技术及质量管理等因素,f0取1.5以上,f1为有关可靠性的安全系数;(www.daowen.com)

σb——材料的强度极限(MPa)。

(4)爆破压力约束 按福贝尔爆破压力公式并检验安全系数,应有

安全系数:

nb=(pb/pi)≥2.5 (10-63)

(5)几何尺寸约束

rircr0rir0≤3r (10-64)

综上所述可知,目标函数为

约束条件为式(10-59)~式(10-64),决策空间是二维的,而参数空间则是六维的。

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