内压薄壁容器设计基础教学PPT课件.pptVIP

* 8 内压薄壁容器设计基础（续） （1）椭圆形封头中心（即x=0处）经向应力σm和环向应力σθ相等。 （2）经向应力σm 恒为正值，即拉应力。且最大值在x=0处，最小值在x=a处。 （3）环向应力σθ，在x=0处，σθ＞0；在x=a处，有三种情况，即 a/b＜ 时，σθ＞0 a/b ＝ 时，σθ＝0 a/b ＞ 时，σθ＜0 σθ0，表明σθ为压应力；a/b值越大，即封头成型越浅，x=a处的压应力越大。 * 8 内压薄壁容器设计基础（续） * 8 内压薄壁容器设计基础（续） （4）当a/b=2时，为标准型式的椭圆形封头。 在x=0处， 在x=a处， 标准型式的椭圆形封头的应力分布如图。 * 8 内压薄壁容器设计基础（续） 4、受内压的锥形壳体 锥形壳体的应力 R1= 式（8-1）（8-2） * 8 内压薄壁容器设计基础（续） * 8 内压薄壁容器设计基础（续） ① 锥壳应力与r呈线性关系，锥顶处应力为零， 离锥顶越远应力越大，且环向应力是经向应力的两倍 ② 锥壳的半锥角α是确定壳体应力一个重要参量。 当α 0 °时，锥壳的应力 圆筒的壳体应力。 当α 90°时，锥体变成平板，应力 无限大。 故锥壳的半顶角不宜过大。 * 8 内压薄壁容器设计基础（续） 5、承受液体静压作用的圆筒壳体 （1）沿底部边缘支承的圆筒 圆筒壁上各点所受的液体压力（静压），随液体深度而变，离液面越远，液体静压越大。 p0——液体表面上的气压， 筒壁上任一点的压力为 * 8 内压薄壁容器设计基础（续） 根据式（8-2）， 得环向应力为 （8-15） （8-16） 若容器上方开口，或无气体压力时，即p0=0，则σm=0。 作垂直于回转轴任一横截面，由上部壳体轴向力平衡 * 8 内压薄壁容器设计基础（续） （2）沿顶部边缘支承的圆筒 根据式（8-2）求σθ，液体压力为 则 （8-17） 当 时 * 8 内压薄壁容器设计基础（续） 作用于圆筒任何横截面上的轴向力均为液体总重量引起，作用于底部液体重量经筒体传给悬挂支座，其大小为 ，列轴向平衡方程，可得经向应力σm （8-18） * 8 内压薄壁容器设计基础（续） * 8 内压薄壁容器设计基础（续） [ 例8-1 ]有一外径Φ219的氧气瓶，最小厚度为δ= 6.5mm，材质为40Mn2A，工作压力为15MPa ，试求氧气瓶筒身壁内的应力是多少？ mm MPa MPa * 内压薄壁容器设计基础 * 薄壁圆筒在内压作用下的应力 典型的 薄壁圆筒 8 内压薄壁容器设计基础 薄壁容器——外直径与内直径的比值 (Do/Di)max≤1.1-1.2 压力容器——薄壁容器和厚壁容器 * 8.1 回转壳体的几何特性 1、基本概念 （1）回转壳体 ——壳体的中间面是由直线或平面曲线绕同平面内的固定轴线旋转一周而形成的壳体。 回转壳体 8 内压薄壁容器设计基础（续） * 8 内压薄壁容器设计基础（续） 母线： 绕轴线（回转轴）回转形成中面的平面曲线或直线。 回转薄壳的几何要素 中间面： 与壳体内外表面等距离的曲面。 经线： 通过回转轴作一纵截面与壳体曲面相交所得的交线。经线与母线的形状完全相同。 法线： 通过经线上的一点M垂直于中间面的直线。法线的延长线必与回转轴相交。 轴对称 ——壳体几何形状、约束条件和所受外力对称于回转轴 母线 经线 法线 * 8 内压薄壁容器设计基础（续） 纬线： 以过N点的法线为母线作圆锥面与壳体中间面正交，得到的交线。 第一曲率 半径R1： 中间面上的一点M处经线的曲率半径。 R1 = MK1 ；K1必过M点的法线。 第二曲率 半径R2： 垂直于经线的平面与中间面交线上点的曲率半径。等于考察点M到该点法线与回