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第七章压力容器中的薄膜应力

ק7-1回转壳体中的薄膜应力

×一、容器壳体的几何特点

×1、什么是容器

×各种设备外部壳体的总称

d₁

液面计支座筒身

图7-1容器的结构

2、容器的结构

×*

人孔封头

接管

al

(一)圆筒形壳体的薄膜应力

*薄膜应力的含意：是器壁上的应力沿壁厚均布。是由于壳体的环向与经向“纤维”受到拉伸引起的。

×6m=pD/4δ

×圆筒形壳体与

×圆球形壳体上

各点的薄膜应力

均相同：

×球壳6。=6m

圆筒的6。=26m。

(二)圆球形壳体的薄膜应力

6。=pD/4δ

标准椭球壳上的最大拉伸薄膜应力位D项点的纵截面内，最大压缩薄膜应力作用在赤道处的纵截面内。

(三)椭球形壳体的薄膜应力×标准椭球形封头a/b=2:

×6

X

=pDa/4δb

pD/2|δ

6

m

θ

二

(四)圆锥形壳体的薄膜应力：

×锥形壳的最大

×薄膜应力在锥

体大端纵截面内

pD/4δ.1/COS

pD/2δ.

×6

×6

a

1/COSa

二

m

二0

7-6承受均布载荷的圆平板变形

K——对于周边简支圆平板

对于周边固定圆平板.188

§7-2圆形平板承受均布载荷时的弯曲应力

R

小结

×1、最大薄膜应力可用如下通式表达：

X6m=pKD/2δ

1lldX

K:圆筒形和标准椭球形壳体：K=1;

球壳：K=0.5;

圆锥形：K=1/COSa

2、决定薄膜应力大小的基本因素有两个：一是压强p,二是壳体的截面几何量δ/D值。壳体的不同形状对薄膜应力的影响则反映在上述的系数K中。

第十八次课要求

×1、掌握二次应力产生的原因

2、了解二次应力的自限性和二次应力的局部性

3、了解危险点薄膜应力的强度条件、按塑性失效准则建立的强度条件及安定准则建立的强度条件

2---

与封头连接后的交形位置

没有与封头连接时的变形位置

图712简身在平封头连接处的弯曲变形

两个相连接的零部件的连接

处，由于自

由变形不协调相互限制而产生的应

力。

§7-3边界区内的二次应力

×一、边界应力产生的原因

以立一一二

平板封头

AR(2-H)

M,

M

边界(弯曲)应力

(c

图7-13边界处内力形成示意

(b)

a)

×*

连接处由于边界效应引起的附加弯曲应力σm,M

比由内压引起的环向薄膜应力还要大54%。

二、影响边界应力大小的因素

两个相连接的零部件，相互限制越大边界应力越大

×*

连接时的位置

7-15筒体与球形封头连接处的协调变形

图7-14筒身与半球形封头连接处的变形

三、边界应力的性质

×1、应力的自限性

只出现在具有良好塑性的材料上

×2、二次应力的局部性

边界应力最大值出现在两种几何形状壳体的连接处。

四、回转壳体内部的边界应力

兰nrK只b日下

|0球面

Dd

a

B

C

A

r

直边

T9

折边

o,—可以代表双向薄膜应力与[c]进行比较的“相当应力”。

[o]——制造筒体，封头所用钢板在设计温度下的许用应力。

——焊缝系数，考虑成形后的筒体和封头，在焊缝处的金属，由于焊接的影响

§对簿膜应伤的限制

x/1、薄膜应力的相当应力

Xσ=S/A≤[σ]

(b

o,≤[σ]φ

2、强度理论简介

×(1)一点处的应力状态

(b)(c)

图7-18受拉直杆一点处的应力状态

图7-19内压圆筒简鹰内一点处的应力状态

图7-20用三个主应力表示一点的应力状态

(a)

(2)强度理论

×最大拉应力理论(第一强度理论)

×]最大剪应力理论(第三强度理论)

×形状改变比能理论(第四强度理论)

按第三强度理论建立的强度条件：

93r0。≤φ[σ]

二、对一次弯曲应力的限制

×1、极限载荷、极限应力、极限设计法的概念极限载荷：当板的内部相继屈服，直到整个板全部进入塑性状态。

极限应力：与极限载荷相对应的应力。

极限设计法的概念：整个截面上各点的应力均

到达屈服极限结构失效。

2、极限弯矩与极限应力的计算

(a)

3.按塑性失效准则建立的一次弯曲应力强度条件

×*OM