薄壁圆柱壳结构在化工、航天和土木等工程领域应用广泛,其特点是径厚比大,在轴压下易发生屈曲失稳,从而造成不可估量的经济损失。工程中,在壳体表面布置加强筋是提高该结构抗失稳能力的一种方式。本文采用实验研究与有限元数值模拟相结合的方法,对纵向加筋薄壁圆柱壳的轴压屈曲稳定性问题进行了研究,开展的主要工作如下:(1)利用轴压屈曲试验专用平台,对薄壁圆柱壳试件进行几何形貌测量,基于实测数据,比较分析了三种非线性数值模拟方法,即弧长法、非线性稳定算法和显式动力算法在求解屈曲临界载荷值和屈曲变形上的差异。同时开展了轴压屈曲压制实验,通过比对实验结果和有限元分析结果,遴选了一种能够准确模拟含初始几何缺陷薄壁圆柱壳轴压屈曲问题的非线性有限元分析方法。(2)采用线性有限元方法对加筋薄壁圆柱壳结构进行预分析,确定合适的试件结构参数。开展加筋薄壁圆柱壳试件的几何形貌测量和轴压屈曲压制实验,研究纵向加筋对薄壁圆柱壳轴压屈曲承载力的影响规律。同时,分析比较了实验结果和非线性有限元分析结果,二者均表明纵向加筋能够提高薄壁圆柱壳的轴压屈曲承载力,且其轴压屈曲临界载荷随纵向筋条数量的增加而增加。(3)采用非线性稳定算法,研究在加筋薄壁圆柱壳体积(质量)一定的情况下,加强筋各参数(内外侧布置方式、高宽比、数量和截面积)对含初始几何缺陷薄壁圆柱壳轴压屈曲临界载荷的影响规律。基于正交试验设计方法制定优化模拟方案,进一步探究加强筋各参数和圆柱壳高径比、径厚比参数对薄壁圆柱壳轴压屈曲临界载荷的影响程度和显著性水平,结果表明加强筋的数量、截面积和高宽比对薄壁圆柱壳轴压屈曲临界载荷的影响较显著,圆柱壳径厚比和高径比无显著影响。(4)以某一工程容积为1000m3的固定顶储罐为例,开展了加强筋布置方案的设计,数值模拟结果验证了本文提出的关于加强筋各参数设计结论的正确性和合理性。