[发明专利]金属隔膜锥段翻转失稳评定方法和系统

权利要求书

1.一种金属隔膜锥段翻转失稳评定方法，其特征在于，包括：

步骤1：获取待评定金属隔膜的几何尺寸和材料性能参数；

步骤2：基于几何尺寸和材料性能参数，建立锥壳塑性失稳压力表达式；

步骤3：基于锥壳塑性失稳压力表达式，构建材料相关的金属隔膜锥段翻转失稳评定图及评定曲线；

步骤4：确定待评定金属隔膜的锥段最大翻转压力P_rmax0；

步骤5：确定待评定金属隔膜在锥段最大翻转压力时所对应的等效锥壳塑性失稳压力P_pb0；

步骤6：在评定图中绘制评定点(P_pb0,P_rmax0)；

步骤7：进行金属隔膜锥段翻转失稳评定，当评定点位于失稳评定曲线右下方区域内时，表明隔膜锥段在翻转过程中不会发生径向失稳；当评定点位于失稳评定曲线左上方区域内时，表明隔膜锥段在翻转过程中会发生径向失稳。

2.根据权利要求1所述的金属隔膜锥段翻转失稳评定方法，其特征在于，所述几何尺寸包括：预弯边半径R、锥段长度L、锥段锥角α、过渡圆半径R_t、球冠半径R_c、隔膜直径D、隔膜高度H、隔膜壁厚t；

所述材料性能参数包括：弹性模量E、泊松比ν和真应力应变曲线；

所述弹性模量E和泊松比ν由隔膜原材料试样测量获取，所述真应力应变曲线由实际隔膜直接取样测量获取。

3.根据权利要求1所述的金属隔膜锥段翻转失稳评定方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2.1：根据材料真应力应变关系表达式推导出切向模量E_t表达式；

步骤2.2：采用所述步骤2.1得到的切向模量E_t替换传统锥壳弹性失稳压力表达式P_pb(E,L′,R′,r′,t)，得到对应的塑性失稳压力表达式P_pb(E_t,L′,R′,r′,t)。

4.根据权利要求1所述的金属隔膜锥段翻转失稳评定方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1：选取一定数量的参考隔膜组(隔膜X1，隔膜X2)，X代表隔膜组的序号，并获取对应的隔膜几何尺寸；

步骤3.2：确定每组参考隔膜的锥段最大翻转压力P_xrmax1和P_xrmax2；

步骤3.3：确定每组参考隔膜在各自锥段最大翻转压力P_xrmax1和P_xrmax2时所对应的等效锥壳塑性失稳压力P_xpb1和P_xpb2；

步骤3.4：以等效锥壳塑性失稳压力P_pb为横坐标，锥段最大翻转压力P_rmax为纵坐标，将所述步骤3.2和所述步骤3.3中得到的每组参考点(P_xpb1,P_xrmax1)和(P_xpb2,P_xrmax2)绘制在同一张图中构成失稳评定图，连接所有参考点得到的曲线构成失稳评定曲线。

5.根据权利要求4所述的金属隔膜锥段翻转失稳评定方法，其特征在于，所述步骤3.1中的所有参考隔膜材料和制造工艺与待评定隔膜保持一致。

6.根据权利要求4所述的金属隔膜锥段翻转失稳评定方法，其特征在于，所述步骤3.1中每组参考隔膜需经翻转试验验证满足仅通过改变某一几何尺寸即可实现隔膜锥段翻转过程从出现失稳过渡为不失稳，同时该几何尺寸改变量不大于原尺寸的20％，此时该组两个参考隔膜处于锥段失稳临界状态。