水工藝設(shè)備理論基礎(chǔ)-資料下載頁
2025-02-17 22:52本頁面
【正文】 內(nèi)產(chǎn)生的最大二次彎曲應(yīng)力可按下式計算 Mσm= 從該式可以看出，在這種連接處將產(chǎn)生很大的邊界應(yīng)力，其值比由內(nèi)壓引起的環(huán)向薄膜應(yīng)力還要大 54%。 pD 167。 容器應(yīng)力理論 （ 2）半球形封頭 ：在承受內(nèi)壓時，封頭的半徑增值小于筒體的半徑增值，因為二者是連接在一起的，故連接處封頭的直徑將被筒體向外拉大，而筒體的直徑將被封頭往里壓小，其結(jié)果是在封頭內(nèi)產(chǎn)生二次拉伸薄膜應(yīng)力，在筒體內(nèi)產(chǎn)生二次壓縮薄膜應(yīng)力。 因為封頭內(nèi)的一次薄膜應(yīng)力只有同厚度圓柱形筒體的一半 ，將二次薄膜應(yīng)力疊加上去后也不會引起強度不夠的問題。筒體內(nèi)的二次薄膜應(yīng)力是負(fù)值，疊加到一次薄膜應(yīng)力上的結(jié)果只會使總的應(yīng)力值下降，當(dāng)然更沒有問題。 當(dāng)封頭與筒體等厚時，在球形封頭與筒體連接處的橫截面上沒有彎曲應(yīng)力存在。雖然在連接處兩側(cè)的封頭與筒體內(nèi)存在二次彎曲應(yīng)力，但其值都很小，不會引起強度上的問題。因此球形封頭與筒體的連接處不需要考慮強度問題。 如果采用其它形式的封頭，由于封頭和筒體之間的相互限制及適應(yīng)這種限制的能力不同，而由此產(chǎn)生的邊界應(yīng)力的大小也不一樣。 167。 容器應(yīng)力理論 167。 內(nèi)壓封頭設(shè)計 一、 封頭分類 （ 1） 凸形封頭，包括半球形封頭、半橢球封頭、帶折邊球形封頭和無折邊球形封頭四種。 （ 2） 錐形封頭，包括無折邊錐形封頭與帶折邊錐形封頭兩種。 （ 3） 平板形封頭。 對于凸形封頭和錐形封頭，它們的強度計算均以薄膜應(yīng)力理論為基礎(chǔ)，而對于平板形封頭的強度計算則應(yīng)以平板彎曲理論為依據(jù)。 二、半球形封頭 半球形封頭是由半個球殼構(gòu)成。對于半球形封頭可以不考慮邊界應(yīng)力?？梢詢H僅根據(jù)薄膜應(yīng)力理論來進行半球形封頭的強度計算。 [σ]φ≥σθ=σm= 將 D=D1+δ代入，去掉不等號并解出封頭的理論計算厚度 δ= 根據(jù) δ求出封頭的設(shè)計厚度 δd和名義厚度 δn即可。 d4pD[ ] ppDjs4 1 167。 容器應(yīng)力理論 三、半橢球形封頭 根據(jù)前面討論結(jié)果，當(dāng)橢球殼的長短軸之比小于 2時，最大薄膜應(yīng)力產(chǎn)生于半橢球的頂點，其值為 σθ=σm= 令 a/b=m， 并將 a=D/2 代入得 σθ=σm= 若鋼板的許用應(yīng)力為 [σ]， 焊縫系數(shù)為 φ， 并代入 D=D1+δ， 則半橢球形封頭的計算厚度 δ應(yīng)為 δ= bapad2d4mpD[ ] [ ] 25024 11 ?= jsjs 167。 容器應(yīng)力理論 四、碟形封頭 碟形封頭的中央部分是一個球面，其四周是一個半徑為 r的環(huán)狀殼體，稱為封頭的折邊，折邊下邊是一個圓柱形短節(jié)，稱作封頭的直邊。 碟形封頭承受內(nèi)壓時，其球面一次薄膜應(yīng)力可按球殼的應(yīng)力公式計算，其值為 σsp= 式中： σsp球面內(nèi)的膜應(yīng)力， MPa； R球面中面半徑， mm； r封頭壁厚， mm。 折邊部分 除存在薄膜應(yīng)力外還存在較大的彎曲應(yīng)力。其總應(yīng)力將高于球面內(nèi)的應(yīng)力，其值可按下式計算 σ折 =Mσsp=M M折邊應(yīng)力增大系數(shù)，亦稱作碟形封頭的形狀系數(shù) d2pRd2pR 167。 容器應(yīng)力理論 若鋼板的許用應(yīng)力為 [σ]， 焊縫系數(shù)為 φ， 并代入 R=R1+ σ折 = ≤[σ] φ 則碟形封頭的壁厚 δ= R1球面內(nèi)半徑， mm。 五、無折邊球形封頭 無折邊球形封頭為一內(nèi)半徑為 R1的球面，它直接焊接在圓柱形的器壁上。無折邊球形封頭與圓柱形筒體的連接處存在著較大的邊界應(yīng)力，按薄膜應(yīng)力條件確定的封頭厚度將不能滿足邊界應(yīng)力的要求。 解決的辦法是在以薄膜應(yīng)力條件確定的封頭厚度上乘以一個大于 1的系數(shù) Q0， Q0的值可查閱有關(guān)規(guī)范和手冊。 同時需要注意的是邊界應(yīng)力不僅作用于封頭，而且也作用于與封頭連接處附近的筒壁，故這部分筒壁的厚度應(yīng)加厚至封頭的厚度，筒壁加厚的高度應(yīng)不小于。 [ ] MPMpD 1js D 167。 容器應(yīng)力理論 六、錐形封頭 錐形封頭及其與器壁連接處的應(yīng)力分布和計算比較復(fù)雜，其強度計算和設(shè)計可參閱有關(guān)設(shè)計手冊，不作詳細(xì)介紹。 七、平板形封頭 圓形平板作為容器的封頭而承受介質(zhì)的壓力時，將處于受彎的不利狀態(tài)，它的壁厚將比筒體壁厚大很多。同時平板形封頭還會對筒體造成較大的邊界應(yīng)力。因此，承壓設(shè)備一般不采用平板封頭，僅在壓力容器的人孔、手孔處等才采用平板。 周邊固定和周邊簡支的圓形平板承受勻布荷載時，其最大彎曲應(yīng)力可用式 σmax= k與平板周邊支承方式有關(guān)的系數(shù)，周邊固定時， k=； 周邊簡支時 k=。 平板封頭的計算厚度 22dpDk[ ]jsd kpD ch = 演講完畢，謝謝觀看！
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