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生产的碳钢封头即近似椭圆形封头来替代标准椭圆形封头是否可行，国内学者已做了大量的研究并发表了多篇文章，总体说来有三种观点。第一种观点是以华东理工大学丁伯民教授为代表的赞同方观点，他认为只要使用标准椭圆形封头样板测量碟形封头，其形状偏差在GB150规定的范围以内，就可以使用此种碟形封头替代标准椭圆形封头下。丁教授从封头的应力计算、强度和稳定性分析、设计方法和设计公式的来源、形状和尺寸允差的制订依据，以及国外相关规范对此的规定等方面的全面认识出发，做出明确的结论。第二种观点认为碟形封头和标准椭圆形封头分属两种不同的封头，应当按照各自的设计公式进行设计。文章中对封头薄膜应力进行了分析，并且通过对比两种封头设计公式和描述封头形状尺寸偏差7要素等角度说明了两种封头不可以等效替代。第三种观点则认为应该对现有碟形封头形状进行优化，提出了几种新型的碟形封头来替代标准椭圆形封头。这三种观点的文章都是根据我国现有的标准或者ASME锅炉压力容器标准进行一定的分析推断，没有根据封头的实际受力状况进行具体的应力分析与研究。基于薄壳理论对碟形封头的强度分析也因为存在两处相邻的结构不连续而很难得到准确的结果。由于旋压封头生产上的便利、高效，国外也有数名学者对碟形封头替换标准碳钢国标封头的可行性进行了研究分析。英国曼彻斯特大学泰勒教授在70年代末期就对碟形封头与标准椭圆形封头能否等效替代做了数值计算分析，结果表明，同材料、同壁厚的条件下、几何形状最优的碟形封头的临界失稳载荷比标准椭圆形封头要低50%，碟形封头转角区容易引起局部屈曲。因此，进行等效性研究时除了考虑强度是否可以安全替代，还必须考虑封头在承受内压作用时的稳定性问题。M.R.Khoshravan等应用大型通用有限元软件ANSYS对碟形封头过渡转角区的屈曲行为进行了分析。经过大量的模拟计算，并于实验数据对比，得出了碟形封头临界载荷与封头几个重要的几何参数的关系。从图}-2可以看出，碟形封头发生屈曲的临界载荷大小随r/L值增大而增大。碟形封头的极限载荷随封头壁厚增加而增大，即壳壁越厚，转角区越不容易发生屈曲。国内如清华大学的殷雅俊首次应用非对称网格剖分技术诱发碟形封头的屈曲行为，采用Riks算法捕捉完整的屈曲及后屈曲路径，分析屈曲载荷和屈曲形态。发现屈曲载荷和屈曲形态都对几何参数和物理参数比较敏感。其中屈曲载荷随：增大而增大，随L减小而增大。其结果与上述国外文献的结果基本是一致的。浙江大学陶伟明教授采用非线性有限元法，分析了由初始几何缺陷引起的薄壁压力容器在内压作用下封头过渡区的局部弹塑性屈曲。当缺陷与筒半径的比为1：201时，碟形封头过渡区即出现内压屈曲失稳。可见碟形薄壁承压容器在内压下的稳定性对初始位移缺陷是很敏感的。因此在设计薄壁封头时尤其要注意其稳定性是否满足要求。
碟形封头形状参数优化研究进展碟形封头是由半径为R，的球面部分和半径为：的过渡段转角部分组成，由于在过渡区域存在曲率不连续，并且边沿处有较大的周向压应力，所以封头的强度和稳定性都大大降低。国内外标准提出了各种碟形封头的尺寸参数，强度、稳定性以及加工制造性能也各有侧重。国内学者针对旋压碟形封头的强度及稳定性优化分别做了大量工作。在90年代末期，武升、高炳军等人针对强度分析寻求最佳的碳钢封头几何参数做了一些研究然而优化结果得出的强度最佳的封头参数各异，优化方法及目标函数也各不相同，其结果有待进一步验证。翟建东以优化大直径薄壁封头的稳定性为目的提出了一种新型封头，但此封头深度达到0.6D；这就大大增加了制造难度，并不可取。封头强度、稳定性分析以及制造难度差异等都是衡量封头优劣的标准，并不应该仅就其中某一项对封头进行优化。ANSYS优化设计是将有限元结构分析与数值优化方法结合的一种设计方法。它提供了两种优化方法：零阶方法和一阶方法，这两种方法可以解决大多数的优化设计问题。零阶方法和一阶方法优化时通过对目标函数逼近或者通过对目标函数加罚函数的方法将有约束的优化问题转换为非约束的优化问题。两种算法的主要区别在于：零阶算法不利用一阶导数信息，一阶算法利用一阶导数信息；因此，一阶算法迭代一次所需要的时间大于零阶算法。零阶方法的本质是采用最小二乘法逼近，求取一个函数面来拟合解空间，然后再对该函数面求极值。使用零阶方法可以很有效地处理大多数的工程问题，但其优化精度一般不高，故多用于粗优化阶段。一阶优化方法基于目标函数对设计变量的敏感度，使用该方法计算过程所需要用的时间较长，更适合于高精度的优化分析过程。ANSYS提供了分析—评估—修正的循环过程，对于初始参数的设计进行分析，对分析结果进行评估，而后修正设计参数，这一循环过程将重复进行，直到设计要求都被满足为止。ANSYS优化设计通常情况下包含以下几个步骤，具体操作过程根据用户所选用的优化方法的不同而有一些细微的差别。
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