低温压力容器应力计算.docVIP

15、内容器与外壳支承应力计算和校核： 15.1、内容器支撑承受载荷计算 15.1.1内容器支撑承受静载荷 满载时内容器及其附件质量为 m＝27722Kg G＝2.72X105 N 15.1.2内容器支撑承受动载荷 支座承受的力 向上：1G （由上部四个支撑承受） 向下：2G （由下部四个支撑承受） 轴上：2G （由右端四个支撑承受） 由此可知：下部四个支撑承受的力最大。 15.1.3支撑选用环氧玻璃管，材料性能如下： 压缩强度：180MPa；拉伸强度：180MPa； 下部支撑环氧玻璃管承受向下载荷为： P轴＝2G cos30°/4＝1.20×105N P切l＝2G sin30°/4＝0.69×105N 选用的环氧玻璃管尺寸为：φ180×20×102(L) 环氧玻璃管截面积为：A＝π（D2-d2）/4=10053mm2 抗弯截面模量为：W=π（D4-d4）/（32×D）=363028mm3 弯矩为：M1=P切1×L=73.14×105N·mm 弯曲应力为：σb＝M1/W=20.15Mpa＜[σb]=87.5 Mpa 满足要求 剪切应力为：τ＝P切1/A=6.86 MPa＜[τ]=12 Mpa 满足要求 压缩应力为：σc＝P轴/A=11.95 MPa＜[σc]=75 Mpa 满足要求 15.1.4 右部支撐环氧玻璃管承受轴向截荷为 P切2=2G/4=1.38×105N 右下部选用的环氧玻璃管尺寸为：φ180×40×102（L） 环氧玻璃管截面积为：A＝π（D2-d2）/4=17593mm2 抗弯截面模量为：W=π（D4-d4）/（32×D）=518014mm3 弯矩为：M2=P切2×L=1.41×107 N·mm 组合弯曲力矩为：M==158.6×105 N·mm 弯曲应力为：σb＝M/W=30.62Mpa＜[σb]=87.5 Mpa 满足要求 剪切应力为：τ＝/A=8.8MPa＜[τ]=12 Mpa 满足要求 压缩应力为：σc＝P轴/A=6.82MPa＜[σc]=75 Mpa 满足要求 15.2 内容器筒体应力计算 　　　 内容器筒体可视为承受均布载荷的两支撑点的外伸梁，其最大弯矩位于容器支承处的截面上或圆筒中间处的截面上。 15.2.1　圆筒轴向弯矩计算 　　 　圆筒中间处截面的弯矩： 　　　 式中：R——支座反力 R＝1.36X105N L——圆筒长度（两封头切线之间的距离） L＝9200mm Rm——圆筒的平均半径 Rm＝1008mm hi——封头曲面深度 hi＝500mm A——支座形心至封头切线的距离 A＝1825mm 支座处截面上的弯矩： 15.2.2圆筒轴向应力计算 在圆筒中间处横截面上，由于压力及轴向弯矩引起轴向应力： a .最高点处 式中： p——计算压力 p＝1.065Mpa δe——有效厚度 δe＝8.52mm b.最低点处 在支座处圆筒横截面上，由于压力及轴向弯矩引起的轴向应力： 靠近水平中心线处 式中：K1——系数 K1＝0.107 在横截面最低点处 式中：K2——系数 K2＝0.192 15.2.3圆筒轴向应力校核 以上计算所得的轴向拉应力σ1、σ2、σ3、σ4均不超过设计温度下材料许用应力[σ]l=137 Mpa，故满足要求。 15.2.4切向剪应力计算 在圆筒支座处横截面上的剪应力： 式中 K3——系数 K3＝0.319 15.2.5切向剪应力的校核 圆筒的切向剪应力τ不超过设计温度下材料许用应力的0.8倍，即τ≤0.8[σ]l＝109.6Mpa，故满足要求。 14、φ114X6钢管支撑强度校核 14.1钢管与加强垫板间焊缝剪切应力校核： 3根钢管所支撑的重量P＝G1+G2+G3 式中 内筒体重量G1=3470 Kg 装液重量G2＝21000 Kg 内筒顶上夹层珠光砂重量G3=500 Kg P=24970Kg 由公式得：＜[τ]=80 Mpa 式中：a——焊角高度，mm ψ——焊缝系数