化工設(shè)計(jì)課件-7壓力容器中的薄膜應(yīng)力、彎曲應(yīng)力與二次應(yīng)力-閱讀頁
2025-04-06 05:11本頁面
【正文】 表示，它作用在平板的環(huán)截面內(nèi)。 b. 周邊固定，承受均勻載荷的圓平板，其最大應(yīng)力出現(xiàn)在板的周圍。因此，容器封頭盡量避免采用平板形。實(shí)際上，在 壓力容器中，無論筒身，封頭還是接管在制造裝配時(shí)均連接在一起，在承受 變形時(shí)則相互制約，從而在連接部位附近不可避免地引起了附加的內(nèi)力和應(yīng) 力。筒體與封頭在連接處所出現(xiàn)的這種自由變形的 不一致，必然導(dǎo)致在這個(gè)局部的邊界地區(qū)產(chǎn)生相互約束的附加內(nèi)力，即邊界 應(yīng)力。筒體、平封頭連接邊界處 此應(yīng)力比由內(nèi)壓引起的環(huán)向薄膜應(yīng)力還要大 54%。如大錐角的錐形薄壁封頭與筒體連接產(chǎn)生的邊界應(yīng)力更大，而半球形封頭與筒體連接產(chǎn)生的邊界應(yīng)力則很小，可忽略。 將載荷直接引起的薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力稱為 一次應(yīng)力 ；而把由于變形受到限制引起的應(yīng)力稱為二次應(yīng)力，邊界應(yīng)力屬于 二次應(yīng)力。但是，如果限制增大到使應(yīng)力達(dá)到了材料的屈服限，使器壁金屬在這些受限制區(qū)域發(fā)生了塑性變形，那么這里的限制將被突破，相互約束得到緩解，應(yīng)力便會自動停留在一定范圍內(nèi)。因而“局部性”是邊界應(yīng)力的第二個(gè) 特點(diǎn)。 DNhdHt60 176。以回轉(zhuǎn)殼體薄膜應(yīng)力作為考察對象， r? ??? ][?r1 2 3, , 0m?? ? ? ? ?? ? ?3 1 3r ?? ? ? ?? ? ?3 [] tr ?? ? ? ???5. 強(qiáng)度條件 前面我們討論了容器筒體封頭中的三種應(yīng)力 (薄膜、彎曲、二次應(yīng)力），它們各自限制條件如何呢？ ? 為焊接接頭系數(shù) l? l?D?CHAP. 7 壓力容器中的薄膜應(yīng)力、彎曲應(yīng)力與二次應(yīng)力 2）對彎曲應(yīng)力的限制條件 — 極限設(shè)計(jì)法 （ 1）極限載荷、極限應(yīng)力和極限設(shè)計(jì)法概念 平板受彎時(shí)，彎曲應(yīng)力沿板厚呈直線分布。屈服極限不再認(rèn)為是平板失效的最高應(yīng)力的極限值。這時(shí)板所承受的載荷 —— 極限載荷 ；用彈性公式計(jì)算與上述極限載荷對應(yīng)的應(yīng)力 —— 極限應(yīng)力 ；以此應(yīng)力作為極限應(yīng)力進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計(jì)的方法 —— 極限設(shè)計(jì)法 。 ?1m a x s26m?????2m a x s26m39。 假設(shè)梁是純塑性材料，繼續(xù)加大 m, 上下表面層應(yīng)力不再增大，而緊靠表面層以內(nèi)材料應(yīng)力繼續(xù)增大至 ，如果外力偶矩繼續(xù)增大超過 m2, 塑性區(qū)不斷擴(kuò)大，當(dāng) m=m3時(shí)，沿梁的整個(gè)高度各點(diǎn)應(yīng)力 = 梁的整個(gè)截面全部進(jìn)入塑性狀態(tài)。 s?s?2S3Sm N . .1 . .2 2 2 4??? ? ??? ? ?據(jù)此極限彎矩計(jì)算出來的最大名義彎曲應(yīng)力 3M m a x s26m ?????l? l?D?CHAP. 7 壓力容器中的薄膜應(yīng)力、彎曲應(yīng)力與二次應(yīng)力 l? l?D?CHAP. 7 壓力容器中的薄膜應(yīng)力、彎曲應(yīng)力與二次應(yīng)力 2）對彎曲應(yīng)力的限制條件 — 極限設(shè)計(jì)法 （ 3）塑性失效準(zhǔn)則 3M m a x s26m ?????按此式算出的極限應(yīng)力并不代表梁橫截面上任一點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)力，但由于它是根據(jù)極限彎矩計(jì)算得到的， 成了判斷受彎構(gòu)件危險(xiǎn)截面是否進(jìn)入完全塑性狀態(tài)的臨界應(yīng)力值。這時(shí)判定是否失效的極限應(yīng)力就不再是 而是 于是一次彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度條件： ?s?M m a x ????l? l?D?CHAP. 7 壓力容器中的薄膜應(yīng)力、彎曲應(yīng)力與二次應(yīng)力 3）對邊界二次應(yīng)力的限制條件 由于邊界應(yīng)力具有“自限性”與“局部性”，當(dāng)材料塑性良好時(shí)，對于產(chǎn)生邊界應(yīng)力局部區(qū)域允許出現(xiàn)一定限度的塑性變形， be2???安定準(zhǔn)則：允許存在二次應(yīng)力的局部地區(qū)發(fā)生一次塑性變形，而不允許出現(xiàn)反復(fù)的塑性變形， 那么如何保證 如圖 OAB是真實(shí)的應(yīng)力 應(yīng)變曲線，當(dāng) 以后隨著應(yīng)變增加，應(yīng)力不變，我們把已發(fā)生的塑性應(yīng)變當(dāng)作彈性應(yīng)變來看待，并且把與它相對應(yīng)的應(yīng)力值找出來。如厚平板與筒體連接，最大應(yīng)力是一次軸向薄膜應(yīng)力和二次軸向彎曲應(yīng)力之和。） 只要是塑性材料，即使邊緣區(qū)應(yīng)力超過材料的屈服極限，鄰近尚未屈服的彈性區(qū)能夠限制塑性變形的發(fā)展，使容器仍處于安定狀態(tài)（安定性理論）。當(dāng)受靜載荷時(shí)，除在結(jié)構(gòu)上需作某些處理外，一般并不對邊緣應(yīng)力作
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