低温压力容器应力计算

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1、15、内容器与外壳支承应力计算和校核：15.1、内容器支撑承受载荷计算15.1.1内容器支撑承受静载荷满载时内容器及其附件质量为m＝27722KgG＝2.72X105N15.1.2内容器支撑承受动载荷支座承受的力向上：1G（由上部四个支撑承受）向下：2G（由下部四个支撑承受）轴上：2G（由右端四个支撑承受）由此可知：下部四个支撑承受的力最大。15.1.3支撑选用环氧玻璃管，材料性能如下：压缩强度：180MPa；拉伸强度：180MPa；下部支撑环氧玻璃管承受向下载荷为：P轴＝2Gcos30°/4＝1.20×105NP切l＝2Gsin30°/4＝0.6

2、9×105N选用的环氧玻璃管尺寸为：φ180×20×102(L)环氧玻璃管截面积为：A＝π（D2-d2）/4=10053mm2抗弯截面模量为：W=π（D4-d4）/（32×D）=363028mm3弯矩为：M1=P切1×L=73.14×105N·mm弯曲应力为：σb＝M1/W=20.15Mpa＜[σb]=87.5Mpa满足要求剪切应力为：τ＝P切1/A=6.86MPa＜[τ]=12Mpa满足要求压缩应力为：σc＝P轴/A=11.95MPa＜[σc]=75Mpa满足要求15.1.4右部支撐环氧玻璃管承受轴向截荷为P切2=2G/4=1.38×105N右下

3、部选用的环氧玻璃管尺寸为：φ180×40×102（L）环氧玻璃管截面积为：A＝π（D2-d2）/4=17593mm2抗弯截面模量为：W=π（D4-d4）/（32×D）=518014mm314弯矩为：M2=P切2×L=1.41×107N·mm组合弯曲力矩为：M==158.6×105N·mm弯曲应力为：σb＝M/W=30.62Mpa＜[σb]=87.5Mpa满足要求剪切应力为：τ＝/A=8.8MPa＜[τ]=12Mpa满足要求压缩应力为：σc＝P轴/A=6.82MPa＜[σc]=75Mpa满足要求15.2内容器筒体应力计算　　　内容器筒体可视为承受均布

4、载荷的两支撑点的外伸梁，其最大弯矩位于容器支承处的截面上或圆筒中间处的截面上。15.2.1　圆筒轴向弯矩计算　　　圆筒中间处截面的弯矩：　　　式中：R——支座反力R＝1.36X105NL——圆筒长度（两封头切线之间的距离）L＝9200mmRm——圆筒的平均半径Rm＝1008mmhi——封头曲面深度hi＝500mmA——支座形心至封头切线的距离A＝1825mm支座处截面上的弯矩：15.2.2圆筒轴向应力计算在圆筒中间处横截面上，由于压力及轴向弯矩引起轴向应力：a.最高点处14式中：p——计算压力p＝1.065Mpaδe——有效厚度δe＝8.52mmb

5、.最低点处在支座处圆筒横截面上，由于压力及轴向弯矩引起的轴向应力：a.靠近水平中心线处式中：K1——系数K1＝0.107b.在横截面最低点处式中：K2——系数K2＝0.19215.2.3圆筒轴向应力校核以上计算所得的轴向拉应力σ1、σ2、σ3、σ4均不超过设计温度下材料许用应力[σ]l=137Mpa，故满足要求。15.2.4切向剪应力计算在圆筒支座处横截面上的剪应力：式中K3——系数K3＝0.31915.2.5切向剪应力的校核14圆筒的切向剪应力τ不超过设计温度下材料许用应力的0.8倍，即τ≤0.8[σ]l＝109.6Mpa，故满足要求。14、φ1

6、14X6钢管支撑强度校核14.1钢管与加强垫板间焊缝剪切应力校核：3根钢管所支撑的重量P＝G1+G2+G3式中内筒体重量G1=3470Kg装液重量G2＝21000Kg内筒顶上夹层珠光砂重量G3=500KgP=24970Kg由公式得：＜[τ]=80Mpa式中：a——焊角高度，mmψ——焊缝系数∑l——焊缝长度，mmτ——焊缝金属的剪切应力，Mpa[τ]——焊缝金属的许用剪切应力，Mpa抗剪强度校核满足要求。14.2钢管抗弯强度校核每根钢管承受的载荷为P/3,弯矩弯曲应力＜式中：e=57mm——偏心距，mm故抗弯强度满足要求15、支腿的强度校核15.1

7、.支腿所受载荷1415.1.1储罐的满重m0＝38675kg储罐的空重m＝8500kg总高度H＝7070mm外容器外直径D0＝2516mm支腿个数n＝3支腿材料〔σ〕＝113Mpa15.1.2容器受水平风力P=K1K2q0f1l1D0x10-6=0.7×1.70×600×1.63×7070×2516×10-6=1.27X104NP——水平风力K1——体形系数，取K1＝0.7；K2——风振系数，取K1＝1.70；q0——该地区基本风压值，取q0＝600N/m2;f1——风压高度变化系数，选取f1＝1.63；l1——容器高度，l1＝7070mm；D0—

8、—容器的外直径，D0＝2516mm。15.1.3容器受水平地震力F——水平地震力；C——综合影响系数，取C＝0.5；a1—