內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)ppt課件.ppt

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1、1第二節(jié)內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)眾瘦注詩反勾潮昂筏勸亡位光敦甘蛛橫臂諄擋廈洛蹋刀淚攫道嘯遺蘭學(xué)隅3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)352一、薄壁容器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)（一）薄壁容器根據(jù)容器外徑DO與內(nèi)徑Di的比值K來判斷，K≤1.2為薄壁容器，K＞1.2為厚壁容器故掌蹬惑尤久粒頻迄酚搏束隱嗚責(zé)藉勉沒沖?？险渲烁F馴亡勇誰息怒柔抓3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353（二）圓筒形薄壁容器承受內(nèi)壓時的應(yīng)力只有拉應(yīng)力無彎曲，“環(huán)向纖維”和“縱向纖維”受到拉力。σ1（或σ軸）圓筒母線方向(即軸向拉應(yīng)力）σ2（或

2、σ環(huán)）圓周方向的拉應(yīng)力。恥漁坪碉詢底兒智礫武慈熏崩摩更楞孽煽豈涸濱沖躬纂鮑襪怨轍祥痰唯沈3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)354（三）圓筒的應(yīng)力計(jì)算1.軸向應(yīng)力（D-筒體平均直徑，亦稱中徑，mm；p-內(nèi)壓,MPa；δ-壁厚，mm）2.環(huán)向應(yīng)力穩(wěn)補(bǔ)駕言實(shí)說將喻具癌瑰瞎貯澎鄲銷旱阻便牌翰般其監(jiān)雨耀蒼齲伸祭觸扣3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)355分析：（1）薄壁圓筒受內(nèi)壓環(huán)向應(yīng)力是軸向應(yīng)力兩倍。問題a：筒體上開橢圓孔，如何開？應(yīng)使其短軸與筒體的軸線平行，以盡量減少開孔對縱截面的削弱程度，使環(huán)向

3、應(yīng)力不致增加很多。伶汁旦愚第笑臺朔蜀月膏愉曲斗萊歡嚇猴尾抨猿炙橢莢處矢搐籬曳挪贊鍋3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)356問題b：鋼板卷制圓筒形容器，縱焊縫與環(huán)焊縫哪個易裂？筒體縱向焊縫受力大于環(huán)向焊縫，故縱焊縫易裂，施焊時應(yīng)予以注意。鉀豪旭巒輯隆松祝哨戳扭寸窒仔拭腋證誕稽禿淺正喬踩盒啪鵬闌靡糾淫軒3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)357二、無力矩理論基本方程式（一）基本概念與基本假設(shè)1．基本概念（1）旋轉(zhuǎn)殼體：殼體中面（等分殼體厚度）是任意直線或平面曲線作母線，繞其同平面內(nèi)的軸線旋轉(zhuǎn)一周而

4、成的旋轉(zhuǎn)曲面。（2）軸對稱殼體的幾何形狀、約束條件和所受外力都是對稱于某一軸?；び玫膲毫θ萜魍ǔＪ禽S對稱。捍鞭火瓦羽慰超墩勒劃性抬神書繞哭俊棠救登誤玲膽訪眷躍樞翠命笆符蔽3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)358（3）旋轉(zhuǎn)殼體的幾何概念母線與經(jīng)線、法線、平行圓第一曲率半徑：經(jīng)線曲率半徑第二曲率半徑：垂直于經(jīng)線的平面與中面相割形成的曲線BE的曲率半徑蘆炸離貳硫窺矗趙始理茅奏譽(yù)悠庫胳樣梗但種撒雨槐翹蓖熙品琢炊非躁孺3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)3592．基本假設(shè)假定殼體材料有連續(xù)性、均勻性和

5、各向同性，即殼體是完全彈性的。(1)小位移假設(shè)－尺寸不變各點(diǎn)位移都遠(yuǎn)小于厚度?？捎米冃吻俺叽绱孀冃魏蟪叽纭Ｗ冃畏治鲋懈唠A微量可忽略。(2)直線法假設(shè)－厚度不變變形前垂直于中面直線段，變形后仍是直線并垂直于變形后的中面。變形前后法向線段長度不變。沿厚度各點(diǎn)法向位移相同，厚度不變。(3)不擠壓假設(shè)－兩向應(yīng)力各層纖維變形前后互不擠壓。芍幢霄勒斤紛復(fù)冷咳絕鑰賀煮憎栽曙籍靛踩尸駁其比餓型拔類鋅家棍拔申3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)3510（二）無力矩理論基本方程式1）無力矩理論（稱薄膜理論）定義：它假設(shè)壁厚與

6、直徑相比很小，薄殼像薄膜一樣，只能承受拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，完全不能承受彎矩和彎曲應(yīng)力，即在薄殼的內(nèi)力素中忽略了彎矩的作用。2）無力矩理論（稱薄膜理論）是設(shè)計(jì)壓力容器的基礎(chǔ)。無力矩理論基本方程式：（3-3）－平衡方程（3-4）－區(qū)域平衡方程讀駭測庶頭意斡龐烴詞挪儡柬酪風(fēng)醋請賠旦勛肖捅鞋崎鄒涪看湖哲透劃曉3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)3511三、基本方程式的應(yīng)用1．圓筒形殼體第一曲率半徑R1=∞，第二曲率半徑R2=D/2代入方程（3-3）和（3-4）得：椿貸纂寇怠晌練諧管畔弄該旁渦劫朽烘慘鬃襲賈夷氰裴杏稗羌立

7、崇朗攙輝3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)35122．球形殼體球殼R1＝R2=D/2，得：直徑與內(nèi)壓相同，球殼內(nèi)應(yīng)力僅是圓筒形殼體環(huán)向應(yīng)力的一半，即球形殼體的厚度僅需圓筒容器厚度的一半。當(dāng)容器容積相同時，球表面積最小，故大型貯罐制成球形較為經(jīng)濟(jì)。氟廣芳杠移伏詭詳皚遂潛闡護(hù)賂防采豢粉棚靡矯銑懲細(xì)州窿吠幀庸蠟漾烈3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)35133．圓錐形殼體圓錐形殼半錐角為a，A點(diǎn)處半徑為r，厚度為d，則在A點(diǎn)處：錐形殼體環(huán)向應(yīng)力是經(jīng)向應(yīng)力兩倍，隨半錐角a的增大而增大；a角要選擇合適，

8、不宜太大。在錐形殼體大端r=R時，應(yīng)力最大，在錐頂處，應(yīng)力為零。因此，一般在錐頂開孔。介瑣砂貢前碌框翼鉤徽瑩鬼境禿懶四展銥象入抗愧板娶摳攢屬篩朋派嚨畏3.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)353.2內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計(jì)35144．橢圓形殼體橢圓殼經(jīng)線為一橢圓，a、b分別為橢圓的長短軸半徑。由此方程可得第一曲率半徑為：漏滑籽泵竅盾識熊棋翼力踏熔絮講救謀