柱形壳应用领域广泛,尤其在海洋装备方面。海洋平台的桩腿主要由柱形壳来充当,正常工况下主要受到轴向压力作用。工作在海洋环境中的各类桩腿会受到海水、海洋生物和盐雾等的腐蚀侵害,容易形成点蚀和均匀腐蚀,严重情况下会导致整个平台的崩溃。均匀腐蚀缺陷是一种柱形壳局部厚度减薄的情况,本文主要研究具有腐蚀减薄缺陷的304不锈钢柱形壳在轴向压力下的失稳屈曲行为,并将结果与正常未腐蚀减薄柱形壳进行对比,探究差异性,因此,必须要对腐蚀减薄柱壳与未腐蚀减薄柱壳的承载能力进行评估。首先,简单介绍柱形壳的线性和非线性屈曲分析理论,展示了国际上柱形壳的两种设计准则。采用柱形壳壁厚减薄损耗的方法来模拟均匀腐蚀,制作了四组各不相同的局部腐蚀减薄柱形壳,并且加入了一组未腐蚀减薄柱形壳做对照,对它们进行几何测量、轴压试验和数值分析。其中通过轴向压缩试验,获得四种柱形壳的载荷位移曲线、失稳载荷与最终失稳模式;然后采用弧长法对试验壳体进行非线性屈曲计算,分析平衡曲线、临界载荷和后屈曲模式等非线性屈曲行为。在此基础上,对局部减薄柱形壳屈曲问题进行了研究,其中分析了减薄位置差异和减薄形状差异对柱形壳屈曲的影响。结果表明:柱形壳对腐蚀减薄形状和腐蚀减薄位置都具有敏感性。尤其对于柱壳周向长方形缺陷形状的敏感性更强,而对于缺陷位置的敏感性则稍弱。其次,探索了柱形壳腐蚀面积、腐蚀深度与柱形壳承载能力的关系,研究了柱形壳腐蚀体积不变和腐蚀体积扩展两种情况下,柱形壳对腐蚀深度缺陷和腐蚀面积缺陷的敏感性。结果表明:柱形壳腐蚀体积不变时,柱形壳对深度缺陷的敏感性要强于面积缺陷;柱形壳腐蚀体积扩展时,腐蚀深度的扩展比腐蚀面积的扩展对柱形壳承载能力的削弱更大,对海洋平台的安全性更具威胁。之后,研究腐蚀和未腐蚀柱形壳的多模态缺陷敏感性,对两种柱形壳进行线性屈曲分析,将分析得到的前50阶模态缺陷都引入一个相同的初始缺陷,然后通过Riks弧长法进行非线性屈曲分析,得到了柱形壳的平衡曲线、临界载荷等数据。根据计算结果,将两种柱形壳的最差阶模态与1阶模态分别引入不同的初始缺陷,考察两种柱形壳对初始缺陷的敏感性。结果表明:受到腐蚀的柱形壳对不同模态缺陷的敏感程度更低,对于两种柱形壳而言,最差缺陷模态并非一定是通常认为的第1阶,也有可能出现在高阶模态中。腐蚀柱形壳相较于未腐蚀减薄的柱形壳而言,其对于初始缺陷的敏感性并不强。最后,研究双局部腐蚀缺陷对柱形壳非线性屈曲的影响,分别对双腐蚀并立和双腐蚀叠加情况下的柱形壳进行数值计算,探究不同腐蚀位置、不同腐蚀参数等对柱形壳承载能力的影响,同时进行了多因素影响分析。结果表明:位置对临界载荷的影响明显,对于不同腐蚀形状的柱形壳而言,非环向与非轴向情况下,圆形与方形腐蚀最危险的位置并非完全一致。双局部腐蚀腐蚀情况下,无论是圆形还是方形,腐蚀深度的影响力都是最大的,这与单局部腐蚀的结论一致。