抛物线-圆弧型封头综述.pdf

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1、8一■论文广场石20油12和年化第工15设卷备一抛物线一圆弧型封头综述李业勤(常州化工设备有限公司，江苏常州213002)[摘要]综述了抛物线一圆弧型封头的几何特征和力学特征，通过与同深度的标准椭圆形封头的比较，得出了可节省8％一26％材料的结论。此外，由于可以旋压成形，因此比标准椭圆形封头成形方便。[关键词]抛物线一圆弧型封头；标准椭圆形封头；比较：综述迄今为止，压力容器领域主要采用标准椭令n=2．25，A=0．9096，可得M=0．5。进而同圆形封头、碟形封头及半球形封头。针对碟形封时有：头的力学性能较差这一点，在给定的直角坐标系Q=-3．1510；13=2．9378f即r=

2、2．9378)；下，有关文献[i-11]提及经线由2．25次抛物线和圆R=4．6199：h=1．4689弧线组成的抛物线一圆弧型封头，本文在综述此封头的几何特征和力学特征的基础上，通过与同深度的标准椭圆形封头的比较，在封头厚度位于6-32mm的情况下，得出了一般可节省约8％一26％：=}1、材料的结论，同时成形方便。1抛物线一圆弧型封头中间面的形成如图1所示，在平面直角坐标系中，作曲线y=fix)=Ax“(A>O，x>0，2

3、线一圆弧型封头几何特征=[A(2n2-n)+1]／An(n一1)(2)根据上述封头经线形成的方式，可得如下几R=I(1+An)／An(n一1)I(3’)点结论：当n>2、A>0时，式(3’)变成(3)(1)封头与筒体之间以及抛物线面和球面之R=(1+An)／An(n．1)(3)间无曲率突变，可减缓边缘应力。令A>√(一2)／，则Q<0，说明c点在Y轴(2)抛物线面上第一曲率半径存在最小值之左，以C点为圆心，以R为半径，过fix)曲线上MPlmin=0．6514，若忽略封头中间面和内表面的关点作圆弧交直线y=13于一点O”。直线y=13和Y系，可认为Plmin=O．1109Di。对

4、照碟形封头的过轴交于0。令OO”=h、OO=r，以y=13渡区半径应不小于封头内直径的10％，且不小于封为旋转轴，由前所作的两段曲线，绕y=13轴旋转头厚度3倍的条件，该封头在中、低压条件下，一得封头的中问面。由Q<0及h=Q+R．~lJ：般均可满足。h：(n—An2_2)／(n一1)+f1+An)／(3)内总表面积及总容积的计算An(n一1)(4)由于无论是冲压成形还是旋压成形，大多以又令M=h／r，则：M：[An(n．Ai12-2)+f1+An)。]／[A作者简介：李业勤(1949一)，男，江苏泰州人，研究员级(2n_n)+1](5)高级工程师。长期从事压力容器研究、设计、制

5、造等工作。第9期李业勤抛物线一圆弧型封头综述一9一内直径为基准，因此，经过适当的坐标变换，可边部分总容积V为25．5032，对内直径为Di的封头，得过渡部分内表面积A1及球壳部分内表面积A2，其总容积为0．1257Di。从而得不含直边部分内总表面积A：3抛物线一圆弧型封头力学特征-N应力分析A1=2丌f‘(2937809096x)√1+41886x。dzJU文献给出了新型封头的膜经向应力以及膜周=23．0549(6)向应力与筒体膜周向应力的比值，即给出了新型A2=2n×4．6199×0．4689=13．6110(7)封头的膜经向和膜周向应力强度K。和K。，如表1所内总表面积A=3

6、6．6659，对内直径为D。的封示：头，其内总表面积为1．0621Di。同理可得不含直表lX00．10．20．24730．30．4O．5KO．50．50240．5141O．52380．53790．57310．6167KO1一i．0871—1．3556—1．3819—1．3528—1．1647—0．8601X0．60．7O．8O．91≤X≤1．4689K。0．66400．70780．74890．78400．7863K。-0．4991-0．12700．22470．53450．7863一]fI由表1可知：在转角处出现了较大的周向压应：力．1．3819，但与同深度的碟形封头即R_=O．9

7、D，⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯r=0．17D的碟形封头相比要小得多，为防周向失稳只要能同标准椭圆形封头及R。=0．9D，r=0．17D的L且⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一j碟形封头一样厚度满足不小于内直径的0．15％D就行了。按常规设计原则，控制最大薄膜应力，则封头厚度至少为简体厚度的0．7863倍。考虑一定的强r．-．度富裕，封头厚度可为筒体厚度的0．90倍。图2板壳单兀．：简体一端作为结构对称面，给以轴向固定，．4抛物线一圆弧型封头力学特征一有限元应力分，析计算模型的其余周边由于轴对称性，周向相