水工藝設備的理論與工藝技術-資料下載頁
2025-02-18 02:32本頁面
【正文】 的二次應力 薄膜應力和彎曲應力都是直接由荷載引起的，稱作一次應力或基本應力。在外力作用下，每個零件均有發(fā)生變形的趨勢，但這個變形的趨勢要受到 相鄰零部件的限制 。我們把由于相互連接的零部件各自欲發(fā)生變形而受到對方限制 引起的應力稱作二次應力 。 對于回轉(zhuǎn)殼體的壓力容器，在內(nèi)壓的作用下，封頭和筒身是連接在一起的，二者的變形將相互受到對方的限制，這種相互制約必導致產(chǎn)生一組大小相等，方向相反的內(nèi)力系，由這組內(nèi)力所產(chǎn)生發(fā)生于兩個部件連接處的應力稱作邊界應力。 （ 1）平板封頭 ：圓柱形筒身和平板封頭連接處的橫截面內(nèi)產(chǎn)生的最大二次彎曲應力可按下式計算 Mσm= 從該式可以看出，在這種連接處將產(chǎn)生很大的邊界應力，其值比由內(nèi)壓引起的環(huán)向薄膜應力還要大 54%。 pD167。 容器應力理論 （ 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，其結果是在封頭內(nèi)產(chǎn)生二次拉伸薄膜應力，在筒體內(nèi)產(chǎn)生二次壓縮薄膜應力。 因為封頭內(nèi)的一次薄膜應力只有同厚度圓柱形筒體的一半 ，將二次薄膜應力疊加上去后也不會引起強度不夠的問題。筒體內(nèi)的二次薄膜應力是負值，疊加到一次薄膜應力上的結果只會使總的應力值下降，當然更沒有問題。 當封頭與筒體等厚時，在球形封頭與筒體連接處的橫截面上沒有彎曲應力存在。雖然在連接處兩側的封頭與筒體內(nèi)存在二次彎曲應力，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這種限制的能力不同，而由此產(chǎn)生的邊界應力的大小也不一樣。 167。 容器應力理論 167。 內(nèi)壓封頭設計 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力理論為基礎，而對于平板形封頭的強度計算則應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成。對于半球形封頭可以不考慮邊界應力?？梢詢H僅根據(jù)薄膜應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求出封頭的設計厚度 δd和名義厚度 δn即可。 d4pD[ ] ppDjs4 1167。 容器應力理論 三、半橢球形封頭 根據(jù)前面討論結果，當橢球殼的長短軸之比小于 2時，最大薄膜應力產(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應為 δ= bapad2d4mpD[ ] [ ] 25024 11 ?= jsjs167。 容器應力理論 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，其球面一次薄膜應力可按球殼的應力公式計算，其值為 σsp= 式中： σsp球面內(nèi)的膜應力， MPa； R球面中面半徑， mm； r封頭壁厚， mm。 折邊部分 除存在薄膜應力外還存在較大的彎曲應力。其總應力將高于球面內(nèi)的應力，其值可按下式計算 σ折 =Mσsp=M M折邊應力增大系數(shù)，亦稱作碟形封頭的形狀系數(shù) d2pRd2pR167。 容器應力理論 若鋼板的許用應力為 [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力，按薄膜應力條件確定的封頭厚度將不能滿足邊界應力的要求。 解決的辦法是在以薄膜應力條件確定的封頭厚度上乘以一個大于 1的系數(shù) Q0， Q0的值可查閱有關規(guī)范和手冊。 同時需要注意的是邊界應力不僅作用于封頭，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加厚至封頭的厚度，筒壁加厚的高度應不小于。 [ ] MPMpD 1js D演講完畢，謝謝觀看！
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