球形封头与椭球形封头应力测定及分析毕业设计

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1、球形封头与椭球形封头应力测定及分析毕业设计目录摘要IABSTRACTII第一章绪论-1-1.1压力容器的总体结构-1-1.1.1压力容器基本组成-1-1.1.2压力容器零部件间的焊接-2-1.2压力容器分类-3-1.2.1介质危害性-3-1.2.2压力容器分类-4-1.3封头的结构形式-6-1.4应力分析方法-8-1.4.1解析方法-8-1.4.2数值方法-9-1.4.3实验应力方法-10-第二章压力容器的应力分析-11-2.1无力矩理论的基本方程-11-2.2无力矩理论的应用-13-2.3回转薄壳的不连续效应-16-第三章用解析法分析封头应力-19-3.1.对已知

2、的球形封头进行应力计算及分析-19-3.1.1球形封头应力计算-19-3.1.2球形封头的应力分析-20-3.2.对已知的标准椭圆形封头进行应力计算及分析-21-3.2.1标准椭圆形封头的应力计算-21-3.2.2椭圆形封头的应力分析-22-第四章用实验法进行应力分析-24-4.1电测法-24-I4.1.1电阻应变片-24-4.1.2电阻应变仪-32-4.1.3封头内压应力测定实验-34-第五章用有限元法进行应力分析-40-5.1ANSYS理论基础（有限元法）简介-40-5.1.1有限元法的基本思想-40-5.1.2有限元法的特点-41-5.1.3有限单元法解题过程

3、简介-42-5.2ANSYS分析的基本过程-42-5.2.1前处理-42-5.2.2加载并求解-43-5.2.3后处理-43-5.3封头与筒体的应力分析-44-5.3.1球形封头与筒体的应力分析-44-5.3.2椭圆形封头与筒体的应力分析-54-5.4仅对封头进行应力分析-57-5.4.1球形封头的应力分析-57-5.4.2椭圆形封头的应力分析-59-第六章误差分析和数据处理-62-6.1误差分析中的基本概念-62-6.1.1测量误差的概念-62-6.1.2测量误差分类-62-6.2数据处理-64-6.2.1球形封头的数据处理-64-6.2.2椭圆形封头的数据处理-

4、67-6.3误差分析-71-第七章结论-73-参考文献-75-致谢-76-附录A命令流分析过程-77-1.球形封头与筒体的命令流分析过程-77-2.椭圆形封头与筒体命令流分析过程-79-3.球形封头的命令流分析过程-82-4.椭圆形封头的命令流分析过程-84-I四川理工学院毕业论文第一章绪论过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛，是化工、炼油、轻工、交通、食品、制药、冶金、纺织、城建、海洋工程等传统部门所必需的关键设备。一些高新技术领域，如航空航天技术、先进能源技术、先进防御技术等，也离不开过程设备。但从结构上讲，过程设备是由承受一定压力的外壳（压力容器）和各种各样

5、的内件组成，而压力容器是整个过程设备的关键部件，因此人们对压力容器研究不断深入。压力容器可分解为筒体、封头、支座、开孔接管、密封装置、安全附件等，而封头的作用是提供所需的承压空间，根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、蝶形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中球形、椭圆形、蝶形和球冠形封头又统称为凸形封头。目前运用较为广泛的凸形封头是球形封头和椭圆形封头，球形封头因单位容积的表面积小，且在直径、壁厚和工作压力相同的条件下应力最小，两向薄膜应力相等，而且沿经线是均匀分布的。如果和壁厚相等的筒体连接，边缘附近的最大应力与薄膜应力并无明显不同等优点被广泛用于压力较高、直

6、径较大的高压容器和特殊需要的场合；而椭圆形封头经线曲率变化平滑连续，故应力分布比较均匀，而椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中、低压容器中应用较多的封头。由于压力容器在社会各行各业的生产、储存、运输等方面具有不可取代的地位，因此，为保证压力容器工作时的安全，对球形封头和椭圆形封头进行应力分析及测定课题的研究是十分必要的。目前应力分析方法有解析方法、数值方法、实验应力方法。随着科学技术的发展，新的实验应力测定及分析方法不断涌现，如电测法、光弹法、全息光弹法、全息干涉法、云纹法、散斑法等，目前应用最广泛的是电测法和光弹法。而本次研究将以解析法、电测法

7、、有限元分析法分别进行应力分析，这种实验与理论相结合，用实验来验证理论分析的正确性，并借助计算机进行分析的方法，当前被广泛使用。本章在介绍压力容器的总体结构的基础上，结合介质的危害程度、操作条件及容器在生产中的作用，较为全面地阐述压力容器分类方法，最后着重介绍凸形封头常用的几种形式，以及每种形式的结构和优缺点。1.1压力容器的总体结构1.1.1压力容器基本组成压力容器通常是由板、壳组合而成的焊接结构。受压元件中，圆柱形简体、球罐（或球形封头)-87-四川理工学院毕业论文、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠