壓力容器受壓元件分析講義——桑如苞(編輯修改稿)
2025-06-01 22:18 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，形成邊界力。 b) 產(chǎn)生二次應(yīng)力 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 c. 橢圓封頭的應(yīng)力： 薄膜應(yīng)力加彎曲應(yīng)力。 最大應(yīng)力的發(fā)生部位、方向、組成。 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 d. 形狀系數(shù) K的意義 ? K為封頭上的最大應(yīng)力與對(duì)接圓筒中的環(huán)向薄膜應(yīng)力的比值， K分布曲線可回歸成公式： ? 不同 a/b的 K見(jiàn) GB 150表 71。 ? 標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭 K=1。 環(huán)?? m a x?K??????????????????????????????????2ii22261261hDbaK內(nèi)外壓容器受壓元件分析 2）計(jì)算公式 近似可理解為圓筒厚度的 K倍 . 3）焊縫接頭系數(shù) ? 指拼縫，但不包括橢封與圓筒的連接環(huán)縫的接頭系數(shù)。 cic][2 pDKpt ?? ????內(nèi)外壓容器受壓元件分析 4）內(nèi)壓穩(wěn)定 ? a. a/b≯ ? b. 防止失穩(wěn)，限制封頭最小有效厚度： a/b ≤2 即 K≤1 δmin≥%Di a/b ＞ 2 即 K＞ 1 δmin≥% Di 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 B. 外壓作用下 1）封頭穩(wěn)定計(jì)算是以薄膜應(yīng)力為對(duì)象的 a. 變形特征： 趨扁。 ： ? 過(guò)渡區(qū) —— 不存在穩(wěn)定問(wèn)題。 ? 封頭中心部分 —— “ 球面區(qū)”有穩(wěn)定問(wèn)題。 : 按外壓球殼。 ? 當(dāng)量球殼：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭； ? 當(dāng)量球殼計(jì)算外半徑： Ro= Do—— 封頭外徑 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 2）對(duì)對(duì)接圓筒的影響 ? 外壓圓筒計(jì)算長(zhǎng)度 L的意義 —— L為兩個(gè)始終保持圓形的截面之間的距離。 ? 橢圓封頭曲面深度的 1/3處可視為能保持圓形的截面 。 ? 為此由兩個(gè)橢圓封頭與圓筒相連接的容器，該 圓筒的外壓計(jì)算長(zhǎng)度 L=圓筒長(zhǎng)度 +兩個(gè)橢圓封頭的直邊段長(zhǎng)度 +兩倍橢圓封頭曲面深度的 1/3。 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 3）圓筒失穩(wěn)特點(diǎn) （外壓作用） ? 圓形截面變成波形截面，波數(shù) n從 2個(gè)波至多個(gè)波。 ? n=2稱長(zhǎng)圓筒， n＞ 2稱短圓筒。 （軸向力及彎矩作用） ? 塔在風(fēng)彎、地震彎矩和重力載荷作用下的失穩(wěn)。 ? 軸線由直線變成波折線。 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 c. 外壓圓筒計(jì)算系數(shù) ? A— 外壓圓筒臨界失穩(wěn)時(shí)的周向壓縮應(yīng)變，與材料無(wú)關(guān)，只與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)（查圖 6— 2）。 ? B— 外壓圓筒許用的周向壓縮應(yīng)力的 2倍，與材料彈性模量有關(guān)（查圖 6— 3至圖 6— 10）。 d. 外壓圓筒許用外壓的計(jì)算 ? D0 L P=2δe B/2 L ? D0 P =δe B ? [P]=δe B/D0=B/(D0/δe) — GB150式（ 6— 1） 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 e. 外壓圓筒的計(jì)算 ? 外壓圓筒既有穩(wěn)定問(wèn)題又有壓縮強(qiáng)度問(wèn)題 。 ? —— 對(duì) D0/δe≥20的圓筒通常只有穩(wěn)定問(wèn)題，為此僅需按穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算， GB150中（ 61）式、（ 62）式即是。（ 62）式是指在彈性階段時(shí)的計(jì)算式。 ? —— 對(duì) D0/δe＜ 20的圓筒穩(wěn)定問(wèn)題和壓縮強(qiáng)度問(wèn)題并存，為此需按穩(wěn)定和強(qiáng)度分別進(jìn)行計(jì)算，GB150中（ 64）式中前一項(xiàng)即是按穩(wěn)定計(jì)算的許用外壓力，第二項(xiàng)即是按壓縮強(qiáng)度計(jì)算的許用外壓力。 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 —— 對(duì) D0/δe＜ 4的圓筒，其外壓失穩(wěn)都為長(zhǎng)圓筒形式，故失穩(wěn)時(shí)的臨界應(yīng)變 A都直接按長(zhǎng)圓筒計(jì)算，（ 6— 3）式即是。 4. 碟形封頭 ? 受力、變形特征，應(yīng)力分布，穩(wěn)定，控制條件與橢封相似，只不過(guò)形狀系數(shù)由 K（橢封）改為 M。 ? 內(nèi)容從略 . 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 1) 薄膜應(yīng)力狀態(tài) ： 當(dāng)量圓筒。 ? 應(yīng)力狀況與圓筒相似 。 ? 同處的環(huán)向應(yīng)力等于軸向應(yīng)力的兩倍，但不同直徑處應(yīng)力不同。 內(nèi)外壓容器受壓元件分析 ： 式中 Dc—— 計(jì)算直徑 ???? c o s1][2 ccc ??? pDpt內(nèi)外壓容器受壓元件分析 一次、總體（大端）環(huán)向薄膜應(yīng)力，控制值 。 ? 指錐殼縱縫的接頭系數(shù)。 t][??內(nèi)外壓容器受壓元件分析 2）彎曲應(yīng)力狀態(tài)（發(fā)生于與圓筒連接部位） a. 變形協(xié)調(diào)，產(chǎn)生邊界力，可引起較大邊緣應(yīng)力，即二次應(yīng)力，需考慮。 b. 錐殼端部的應(yīng)力 ： 由薄膜應(yīng)力 +邊緣應(yīng)力組成。 ? 大端：最大應(yīng)力為縱向（軸向）拉伸薄膜應(yīng)力 +軸向彎曲拉伸應(yīng)力組成。 ? 小端：起控制作用的應(yīng)力為環(huán)向（局部）薄膜應(yīng)力。
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