基于MATLAB软件开发外压容器稳定性实验控制系统

尤少炜　朱春禹　张德林　王金玲

摘要：针对现有基于VB开发的外压容器失稳实验测试系统拓展性较差、兼容性不好等缺点，项目组成员经过充分讨论，提出基于工程计算软件MATLAB，开发外压容器稳定性实验测试程序和控制系统，并且进行功能扩展和完善。经过对MATLAB的学习与实践，成功编制了外压容器失稳测试实验计算机控制系统并能进一步拓宽成果用于实际实验测试。

关键词：MATLAB；外压容器；失稳；实验控制系统

1.引言

外压容器失稳教学实验是将容器在外压作用下造成失稳变形的一种典型实验，具有操作简单、结果直观等特点，故长期被作为过程装备与控制工程专业开设专业实验课的必选实验。由于早期实验测试程序是基于VB6.0开发的，一直以来存在两个显著的缺点：一是功能拓展性较差，测试数据和参量有限；二是兼容性不好，目前无法应用于Win7，Win8及64位系统。为此，笔者针对传统验证型外压容器失稳实验的不足，采用大型工程软件MATLAB开发外压容器稳定性实验测试程序和控制系统，便于监控外压容器稳定性，确保实验过程的安全性。

2.外压容器失稳理论及外压容器实验测试系统介绍

2.1外压容器及其稳定性说明

在外压作用下，筒体突然失去原有形状的现象称为弹性失稳。容器发生弹性失稳将使容器不能维持正常操作，造成容器失效。外压圆筒在失稳以前，筒壁内只有单纯的压缩应力。在失稳时，由于突然的变形，在筒壁内生了以弯曲应力为主的附加应力，而且这种变形和附加应力一直迅速发展到筒体被压瘪或发生褶绉为止。……