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压力容器设计复习 潘家祯 华东理工大学机械与动力工程学院 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 第一章 压力容器设计概论 压力容器设计复习 ① 防止结构上的形状突变，对于不可避免的不连续结构，应采取逐渐的圆滑过渡结构。 ② 能引起应力集中或削弱强度的结构应相互错开，避免局部应力的叠加。 ③ 引起严重应力集中的局部结构必须给以补强。 3.6 结构设计问题 3.6.2 内容提要 第三章 中低压容器设计 (2) 容器组装需要焊接，为了尽量减少结构的局部附加应力和控制焊接质量，必须正确设计两构件连接处的焊接结构。受压窗口焊接结构设计应遵循以下原则： ① 尽量采用对接焊缝。壳体的纵、环焊缝和封头的拼接焊缝必须用对接焊；对某些要求较高的容器的搭接和角接接头也应设计成对接接头。这样既能保证焊接质量，又可减少应力集中。 3.6 结构设计问题 3.6.2 内容提要 第三章 中低压容器设计 ② 避免产生较大焊接应力的刚性结构。尽量减少两构件的刚度差，这样可减少结构的焊接附加应力。壳体不等厚度的对焊、加强圈与壳体的焊接都必须注意这个问题。 ③ 容器焊接缝坡口型式与焊接形式、构件的厚度及焊接方法等因素有关，设计坡口的基本原则是尽量减少填充金属量，保证焊透、避免产生各种焊接缺陷，尽量减少焊接变形和残余应力等。 3.6 结构设计问题 3.6.2 内容提要 第三章 中低压容器设计 (5) 补强设计准则有等面积法、极限分析法、压力面积法等。其中等面积法是开孔补强计算中应用最为广泛的方法。 极限分析法：以开孔补强结构发生塑性失效的极限载荷为依据，并将最大应力控制在2?y内的设计方法，在GB150中，将此法称为“开孔补强设计的另一方法”。 3.3 开孔与补强设计 3.3.2 内容要点 第三章 中低压容器设计 5 等面积法的计算 3.3 开孔与补强设计 3.3.2 内容要点 第三章 中低压容器设计 3.3 开孔与补强设计 3.3.2 内容要点 第三章 中低压容器设计 (3)有效补强范围 宽度 外侧高度 内侧高度 取小值 取大值 取小值 3.3 开孔与补强设计 3.3.2 内容要点 第三章 中低压容器设计 3.3 开孔与补强设计 3.3.2 内容要点 第三章 中低压容器设计 w X Y Z tn 图3-2 等面积补强简图 开孔削弱的截面积A0 壳体计算壁厚外多余的金属面积A1 有效补强区内另外增加的补强元件的金属截面积 接管计算厚度外的多余金属截面积 有效补强区内焊缝金属截面积 （5）有效补强面积 筒体多余金属面积 接管多余金属面积 有效补强区内焊缝金属截面积A3。当 时，不需补强，否则补强面积为 圆筒体的斜接管，封头的非径向接管开孔补强以及大开孔的补强计算，可参考有关标准。 3.3 开孔与补强设计 3.3.2 内容要点 第三章 中低压容器设计 第三章 中低压容器设计 压力容器设计复习 3.1 壳体的设计3.2 法兰的设计3.3 开孔与补强设计3.4 卧式容器与支座的设计3.5 局部应力计算3.6 结构设计问题 卧式容器支座形式有圈座、支腿和鞍座。其中鞍座是应用最广泛的一种支承方式，这种支座已标准化，设计时尽量选择标准支座，不能选标准则需自行设计。即使选用标准鞍座，也应对筒体的强度和稳定性进行校核计算。本节介绍双鞍座容器的载荷、内力、应力的计算及校核等问题。 3.4 卧式容器与支座的设计 第三章 中低压容器设计 (1) 了解鞍式支座的结构，并能合理确定鞍座的位置。 (2) 能正确进行双鞍座卧式容器的载荷、内力、应力计算和强度校核。 3.4 卧式容器与支座的设计 3.4.1 基本要求 第三章 中低压容器设计 (1) 卧式容器一般用对称布置的双鞍座，其受力状况可简化为以受均布载荷为主的外伸梁。若鞍座形心至相邻封头切线的距离为A，为使跨中截面与支座截面处轴向弯矩绝对值大致相等，一般取A≤0.2L，为了尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，还应使A≤0.5Rm。但对于壁厚、长径比较大的容器，或鞍座处设有加强圈时，A可稍大一些。 3.4 卧式容器与支座的设计 3.4.2 内容提要 第三章 中低压容器设计 (2) 双鞍座卧式容器的载荷除操作压力外，还有筒体、封头、附件、充液质量载荷和支座反力。若令设备最大质量为m，则鞍座反力F=mg/2：梁长为L（两封头切线间距）时，梁上承受均布载荷q和梁两端的弯矩M、剪力V作用，如下所示。梁的内力有轴向弯矩和竖直剪力，其最大弯矩在容器的支座截面