第二章 内压薄壁圆筒应力分析(1).pptVIP

3.1.2 基本概念与基本假设 中间面：平分壳体厚度的曲面称为壳体的中间面，中间面与壳体内外表面等距离，它代表了壳体的几何特性。 3.1.2 基本概念与基本假设 2、基本假设： 假设壳体是完全弹性的，材料具有连续性、均匀性和各向同性。 对于薄壁壳体，通常采用以下三点假设使问题简化： （1）小位移假设 受力变形前后结构尺寸不变； （2）直法线假设 受力变形前后壳体厚度不变； （3）不挤压假设 忽略弯曲应力、法向应力的作用，且截面产生的应力沿壁厚均匀分布 3.1.3 回转薄壳的薄膜应力分析 薄膜应力：当壳体壁厚较薄时，不考虑壳体与其它部件连接处的局部应力，认为经向应力、环向应力沿壁厚均匀分布，这种应力即薄膜应力。 3.1.3 回转薄壳的薄膜应力分析 二、回转壳体的无力矩理论 1、有力矩理论：壳体在外载荷作用下，要引起壳体的弯曲，这种变形由壳体内的弯曲和中间面上的拉或压应力共同承担，求出这些内力或内力矩的理论称为一般壳体理论或有力矩理论，比较复杂； * * 本章重点：薄膜理论的应用 本章难点：薄膜理论 学 时：6学时 第二章 内压薄壁容器的应力分析 3.1 薄膜应力理论 化工生产所用各种设备外部壳体的总称 容器： 贮罐 反应釜 如：贮罐、高位槽、换热器、塔器、反应釜 3.1 薄膜应力理论 容器的组成： 筒体（壳体）、封头（端盖）、法兰、支座、接管及人（手）孔、视镜、安全附件等组成。其中筒体和封头是容器的主体。 接管 人孔 封头 支座 筒体 液面计 其中，S -- 容器的厚度； Di -- 最大截面圆的内径； DO — 最大截面圆的外径。 应力类型：薄膜应力 边缘应力 3.1.1薄壁容器及其应力特点 ＜ 0.1 即 K = ≤ 1.2 1、薄壁容器 3.1.2 基本概念与基本假设 1、基本概念 回转曲面：以任何直线或平面曲线为母线，绕其同平面内的轴线（回转轴）旋转一周形成的曲面。容器的主体是由回转曲面形成的。 母线：绕轴线（回转轴）回转形成回转曲面的平面曲线或直线。 回转壳体：以回转曲面为中间面的壳体 轴对称：我们把几何形状、所受外力、约束条件都对称于回转轴的问题称为轴对称问题。 线： 1、经线：过回转轴的平面与中间面的交线。 2、法线：过中间面上的点且垂直于中间面的直线称为中间面在该点的法线（法线的延长线必与回转轴相交）。 3、纬线：以法线为母线绕回转轴回转一周所形成的锥截面与中间面的交线。 4、平行圆：垂直于回转轴的平面与中间面的交线称平行圆。显然，平行圆即纬线。 3.1.2 基本概念与基本假设 3.1.2 基本概念与基本假设 法线绕旋转轴旋转一周形成的锥面。该锥面截出的是壳体的真实壁厚。 面： 用垂直于回转轴的平面截开壳体，则得到的是壳体的横截面。 纵截面 锥截面 横截面 锥截面： 横截面： 半径： 1、第一曲率半径：中间面上任一点M处经线的曲率半径为该点的“第一曲率半径”R1，R1=MK1。 数学公式： 2、第二曲率半径：通过经线上一点M的法线作垂直于经线的平面与中间面相割形成的曲线MEF，此曲线在M点处的曲率半径称为该点的第二曲率半径R2。第二曲率半径的中心落在回转轴上，其长度等于法线段MK2，即R2=MK2。 3.1.2 基本概念与基本假设 3.1.3 回转薄壳的薄膜应力分析 一、受力特点 1、在经向方向产生经向应力，在纬线方向产生环向应力； 2、经向应力作用在圆锥面与壳体相割所形成的锥截面上，环向应力作用在经线平面与壳体相割所形成的纵向截面上； 3、由于轴对称，在同一纬线上各点的经向应力、环向应力分别相等。 * *