压力容器是一种能够承受一定压力,用来存储或输送气态、液态和固态介质的密闭空间,已经在天然气加工厂、炼油厂、化工厂和核电厂等领域得到了广泛的应用。压力容器通常具有的形式有球体、圆柱体、椭圆体或者这些形式的组合。目前有限元技术已经成为了压力容器应力分析的主要方法,但是对压力容器的研究存在以下两个问题:一是大多数的研究都是针对圆形压力容器,包括圆形封头压力容器和椭圆形封头压力容器,针对异形压力容器的研究较少;二是对压力容器的有限元应力分析大多数都是采用线性数值分析的方法进行,计算的结果与实验值的误差较大,且难以保证结果的稳定性和可靠性。针对以上问题,本文开展了椭圆形断面压力容器非线性数值分析研究,主要研究内容及成果表现在以下两个方面:(1)椭圆形断面压力容器应力非线性数值分析。首先,研究了圆形壳体应力分析的理论,针对对称载荷和非对称载荷的情况分别展开研究,然后将圆形壳体的理论延伸到压力容器,研究了圆形压力容器和椭圆形断面压力容器应力计算方法;其次,对非线性数值分析的方法进行了研究,介绍了其流程图和数学理论,并用一个算例验证了非线性应力分析的可靠性,最后针对椭圆形断面压力容器展开了非线性应力数值计算,并对椭圆形断面压力容器应力分布的特点进行了总结和对比分析。(2)压力容器对比及变载荷研究。首先,研究了在同样容积下,同样边界条件下,对比了圆形压力容器和椭圆形断面压力容器在1MPa内压下的应力情况,并对结果进行了分析,总结出圆形压力容器与椭圆形断面压力容器的不同点;然后,针对压力容器正常使用时有可能存在的过载使用情况,研究了椭圆形断面压力容器在不同压力作用下的应力情况,计算的结果对于压力容器的设计有重要的参考意义和使用价值。