随着我国经济的快速发展,环境污染问题越来越受到人们的广泛关注。LNG作为一种清洁能源开始广泛的应用于各个行业中,相应的作为LNG的专用运输车辆,低温液体运输半挂车在能源运输行业得到了广泛的应用。半挂车的罐体主要由外壳及内容器构成,其中内容器在正常工作状态下盛装低温液体,为内压容器,不存在稳定性问题。但是当对内容器的焊缝进行氦检漏时需要对罐体进行抽真空,内容器的内部虽然设有一些用于支撑的支撑圈,但通常并不能满足内容器的稳定性要求。在内容器抽真空时增设临时性局部刚性夹持环如果能够提高结构的抗失稳能力,将有助于实现此类结构的轻量化设计与制造。本文拟对这种外压薄壁圆筒的局部刚性夹持装置进行研究,并探讨将其应用于LNG半挂车罐体内容器氦检漏的可行性。设计并加工了一组具有不同宽度的临时局部刚性夹持装置,选用“露露”易拉罐来模拟薄壁圆筒试件,利用一套设计压力为6 MPa的外压试验装置对局部刚性夹持试件进行外压试验,考察了局部限制约束对外压薄壁圆筒稳定性的影响。利用软件ANSYS对试件建立了三维有限元模型并进行特征值屈曲分析和非线性屈曲分析。通过与试验结果的对比发现,特征值屈曲分析结果与试验结果相比普遍偏大,非线性屈曲分析计算结果可以与试验结果很好的吻合。三种方法得到的结果均具有相同的变化趋势。即随着局部夹持宽度的增加,薄壁圆筒的临界压力逐渐增大,并且装有局部夹持装置试件的临界压力远高于相同条件下自由失稳试件的临界压力。就厚度为2 mm的夹持环而言,当夹持环的宽度为5 mm时,试件临界压力会出现拐点,此时的宽度可以作为夹持环的合理宽度。以安瑞科气体机械有限公司DC18型低温液体运输半挂车的内容器为例,利用有限元方法,确定了刚性夹持环合理尺寸、数量、夹持位置,以及具体的使用实施步骤,可以满足低温液体运输半挂车内容器氦检漏时的稳定性要求。