【正文】 用組合封頭（如加圓球面頂）。從省材方面，半球形封頭消耗材料少，碟形封頭比橢圓形封頭材料消耗多30%以上，錐形封頭并不節(jié)省材料。綜上所述，雖然在相同的受載條件下，薄板的所需厚度要比薄殼大得多，即平板封頭要比凸形封頭厚的多，但是因平板封頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，在直徑較小的容器中，采用平板封頭比較經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便。所以，本畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇平板封頭。（5） 平板封頭的參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式與壁厚計(jì)算：選用45鋼，查表得=600MPa，=355MPa，GB150規(guī)定[13]。許用應(yīng)力： 取較小值，設(shè)計(jì)壓力==結(jié)構(gòu)形式：圓形平蓋封頭厚度： （ ）其上式（ ），為平蓋計(jì)算直徑，325 mm； N，為螺栓中心至墊片壓緊力作用中心線的徑向距離為23 mm。將以上參數(shù)代入式（ ）中，可以求得：操作狀態(tài)時(shí)平蓋計(jì)算厚度：設(shè)計(jì)厚度：名義厚度：表8 鋼板厚度負(fù)偏差鋼板厚度～～～～～負(fù)偏差鋼板厚度～2526～3032～3436～4042～5052～6060～100負(fù)偏差由表8可以知為1 mm，可以求出名義厚度： 封頭與圓筒的連接設(shè)計(jì)在容器筒體的邊上等分的焊接上六塊厚度為13 mm的板，在每個(gè)板的兩邊加上2個(gè)肋板，與容器蓋用螺栓連接。此外，筒體以及筒體與封頭連接裝置如下面的模擬圖6所示。圖6 封頭與筒體聯(lián)接的模擬圖作為聯(lián)接件的螺栓，是法蘭密封結(jié)構(gòu)中的主要受力元件，要求螺栓材料具有高的強(qiáng)度，好的韌性。為避免螺栓與螺母咬死或膠合，通常選用不同強(qiáng)度級(jí)別的材料或選用不同的熱處理規(guī)范，使其具有不同的硬度。螺栓材料硬度一般應(yīng)比螺母高30HB以上?？紤]螺母的更換比螺栓容易，螺栓材料強(qiáng)度通常比螺母高，本畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇35 CrMoA作為螺栓材料，配用螺母材料可選35鋼或40 Mn。 壓力容器底部設(shè)計(jì)根據(jù)壁厚計(jì)算公式，可用厚度為34 mm的薄板作為容器底，所以確定容器底的具體參數(shù)：直徑為325 mm，厚度為34 mm的圓形薄板，與圓筒殼體焊接而成。 密封圈的選擇由于該壓力容器屬于氣壓，故選用O形橡膠密封圈。第四章 壓力容器與測(cè)試裝置接口設(shè)計(jì)通過(guò)相關(guān)測(cè)試裝置資料可知：測(cè)試裝置的提升系統(tǒng)采用滑軌提升，所以，壓力容器與測(cè)試裝置的連接部分采用一個(gè)直徑為52 mm的圓柱，為了與圓筒殼體連接，在殼體上焊接一個(gè)內(nèi)徑為325 mm，厚為13 mm的輪箍，在輪箍和52 mm的圓柱之間采用一個(gè)直徑為72 mm的圓柱連接，壓力發(fā)生器在實(shí)驗(yàn)和裝藥品時(shí)，為了更方便拆裝，還得設(shè)置一個(gè)翻轉(zhuǎn)裝置，可以在直徑為72 mm的圓柱體上焊接上一個(gè)薄板，在板上打一定數(shù)量的空，通過(guò)控制孔的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器的定位。聯(lián)接裝置如下圖7所示。圖7 與壓力容器聯(lián)接裝置圖第五章 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)為了滿足工藝操作、容器制造、安裝、檢驗(yàn)及維修等要求，在壓力容器上開(kāi)孔是不可避免的。容器開(kāi)孔以后，不僅削弱了容器的整體強(qiáng)度，而且還會(huì)引起應(yīng)力集中，在接管和容器壁的連接處會(huì)造成局部的高應(yīng)力，接管有時(shí)還會(huì)受到各種外加載荷的作用而產(chǎn)生的應(yīng)力以及溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力，使得開(kāi)孔接管處的局部應(yīng)力進(jìn)一步提高。又由于材質(zhì)和制造缺陷等各種因素的綜合作用，開(kāi)孔接管附近就成為壓力容器的破壞源。因此，壓力容器設(shè)計(jì)中必須充分考慮開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)問(wèn)題。 開(kāi)孔的形狀壓力容器的開(kāi)孔可分為圓形、橢圓形、長(zhǎng)圓形，對(duì)于橢圓形孔和長(zhǎng)圓形孔其長(zhǎng)、短軸之比應(yīng)不大于2 ：1。 開(kāi)孔后的補(bǔ)強(qiáng)（1） 不需另行補(bǔ)強(qiáng)的最大開(kāi)孔直徑并非所有容器上的開(kāi)孔都需補(bǔ)強(qiáng)，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)時(shí)，容器及接管的實(shí)際壁厚S與強(qiáng)度所需要的壁厚相比，都有一定的裕量。所以，當(dāng)開(kāi)孔尺寸在一定范圍內(nèi)時(shí)，可以不需另行補(bǔ)強(qiáng)。在圓筒體、球殼、錐殼上，以及凸形封頭中心80％的內(nèi)直徑范圍內(nèi)開(kāi)孔時(shí)，當(dāng)滿足下述全部要求時(shí)可允許不另行補(bǔ)強(qiáng)：① ；② 兩相鄰開(kāi)孔中心的間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)算）應(yīng)不小于兩孔直徑的2倍；③ 接管公稱(chēng)外徑小于或等于89 mm ；④ 接管最小壁厚滿足表10的要求。表9 接管最小壁厚公稱(chēng)直徑253238454857657689最小壁厚注：，接管與殼體的連接宜采用全焊透的結(jié)構(gòu)型式。（2） 補(bǔ)強(qiáng)形式開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)的形式主要可分為四類(lèi)。① 內(nèi)加強(qiáng)接管 補(bǔ)強(qiáng)金屬配置在容器或接管的內(nèi)側(cè) ；② 外加強(qiáng)接管 補(bǔ)強(qiáng)金屬配置在容器或接管的外側(cè)；③ 對(duì)稱(chēng)加強(qiáng)的凸出接管 補(bǔ)強(qiáng)金屬對(duì)稱(chēng)低配置在接管插入或外伸側(cè) ；④ 密集補(bǔ)強(qiáng) 補(bǔ)強(qiáng)金屬集中配置在接管與容器連接處。（3） 補(bǔ)強(qiáng)方法常見(jiàn)的補(bǔ)強(qiáng)方法有：等截面積補(bǔ)強(qiáng)法、極限分析補(bǔ)強(qiáng)法、壓力面積補(bǔ)強(qiáng)法（適用于大開(kāi)孔的補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算）。（4） 補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)原則等截面積補(bǔ)強(qiáng)法：貼板補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)計(jì)原則規(guī)定，局部補(bǔ)強(qiáng)的金屬截面積應(yīng)大于或等于因開(kāi)孔所削弱的殼體截面積。這種設(shè)計(jì)偏于保守且比較繁瑣，但使用歷史較長(zhǎng)，受靜壓條件下結(jié)果比較可靠，目前被較多的設(shè)計(jì)規(guī)范所采用。極限分析補(bǔ)強(qiáng)法：這種設(shè)計(jì)方法的基本出發(fā)點(diǎn)是殼體開(kāi)孔后的屈服壓力基本上等于未開(kāi)孔時(shí)的屈服壓力，并使開(kāi)孔周?chē)牟贿B續(xù)應(yīng)力和一次薄膜應(yīng)力迭加后總應(yīng)力小于兩倍屈服極限（三倍許用應(yīng)力），這種設(shè)計(jì)方法僅允許采用整體補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。 等截面積補(bǔ)強(qiáng)法（1） 適用范圍適用范圍如下表10所示。表10 等截面積補(bǔ)強(qiáng)法適用范圍等截面積補(bǔ)強(qiáng)法可用于受內(nèi)壓（或外壓）的筒體，凸形封頭，平板蓋的開(kāi)孔設(shè)計(jì)，使用這種補(bǔ)強(qiáng)法時(shí)，在殼體上允許的最大開(kāi)孔直徑d為：內(nèi)徑Di≤1500mm內(nèi)徑Di1500mm筒體 且D≤500mmd≤ 且d≤1000mm凸頭殼形或封球錐形封頭d≤ （Di為開(kāi)孔中心處的錐體內(nèi)直徑）橢圓或碟形封頭過(guò)渡區(qū)若在橢圓或碟形封頭過(guò)渡區(qū)開(kāi)孔時(shí)，其孔的中心線宜垂直于封頭表面若開(kāi)孔直徑超出了上述范圍，則開(kāi)孔的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)須作特殊考慮，必要時(shí)，應(yīng)做驗(yàn)證性水壓試驗(yàn)，以校核設(shè)計(jì)的可靠性。（2） 等面積補(bǔ)強(qiáng)法設(shè)計(jì)計(jì)算公式有效補(bǔ)強(qiáng)寬度式中：—接管內(nèi)直徑，mm；—接管厚度附加量，mm；式中：—接管壁厚負(fù)偏差，mm；—接管腐蝕裕度，mm；有效補(bǔ)強(qiáng)高度： 式中：—外伸有效補(bǔ)強(qiáng)高度，mm；—內(nèi)伸有效補(bǔ)強(qiáng)高度，mm；—接管實(shí)際厚度，mm。因開(kāi)孔而削弱的金屬面積：式中：—因開(kāi)孔而削弱的金屬截面積，；—?dú)んw的計(jì)算壁厚mm；—考慮腐蝕裕度后的開(kāi)孔內(nèi)直徑，mm；—厚度附加量，mm；—強(qiáng)度削弱系數(shù)，mm；超出計(jì)算厚度的金屬面積：式中：—?dú)んw多余金屬截面積，； —接管多余截面積，；—?dú)んw計(jì)算壁厚，mm； —?dú)んw的實(shí)際壁厚，mm；—腐蝕裕度，mm； —接管的計(jì)算壁厚，mm；—焊縫金屬的截面積，； —補(bǔ)強(qiáng)金屬面積，；若不需補(bǔ)強(qiáng)若需要補(bǔ)強(qiáng)總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)向今后工作過(guò)度的重要的一步。從最初的查閱課題相關(guān)資料，到開(kāi)題報(bào)告的撰寫(xiě)、設(shè)計(jì)計(jì)算，再到最終的圖紙繪制，在這些過(guò)程中，李老師都給予了非常重要的指導(dǎo)，這其中的每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己學(xué)習(xí)能力的一次檢驗(yàn)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我了解了安全氣囊的用途及工作原理，熟悉了安全氣囊壓力發(fā)生器的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了自己工程設(shè)計(jì)實(shí)踐方面的能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考的能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)自己專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)和和相關(guān)知識(shí)鞏固學(xué)習(xí)，同時(shí)也是自己走向工作崗位前的一次熱身。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲頗多，比如學(xué)會(huì)了如何去查找相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，以及如何把理論知識(shí)和實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合，懂得了前輩們留下的許多經(jīng)驗(yàn)公式是多么的寶貴，不知有多少先哲們?yōu)榇烁冻隽俗约旱囊簧?，但與此同時(shí)，仍有很多需要公關(guān)的課題需要我們這些后輩去為之努力。畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料分析的能力不足等等，這些都是我以后需要努力的地方。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)大實(shí)戰(zhàn)是對(duì)自己大學(xué)四年所學(xué)的一次大檢驗(yàn)，使我明白了自己的知識(shí)水平還很淺薄。雖然馬上就要離開(kāi)母校了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，在工作中鍛煉自己，努力使自己成為一個(gè)國(guó)家的有用之人，同時(shí)也為培育我成才的母校增光添彩，讓關(guān)心我成長(zhǎng)的老師驕傲自豪。參考文獻(xiàn)[1] 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