川大过控-专业实验--实验报告----内压薄壁容器应力计算机辅助测试(球形封头)

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1、过程装备与控制工程专业实验实验报告实验名称：内压薄壁容器应力计算机辅助测试（球形封头）报告人姓名：Mil学号：0843082120班级：过程装备与控制工程3班应力在化工、机械、结构、建筑等领域有着重要的地位，而应力检测更是非常重要，随着技术的不断发展，新的测试技术不断出现，通过光学方法可以检测岀很精确的应力值。但在工业应用中，一般都用应变片+惠斯通电桥的方法，其操作简单，使用方便而且成本低,所以得到了广泛的应用。1、实验内容1.1实验目的1）了解实验应力测量的常用方法。2）掌握仪器设备的基本原理和使用方法。3）分析处理实验测量数据，与理论值进行对比。1.2实验仪器①300球形封头容器

2、、120欧姆应变片10、带20个监测点的应变仪DH3818.配套软件。实验用封头规格13实验原理及方法1.3.1原理1）基本原理应力是因为外因或内在缺陷而产生变形时，其内部单位截面上形成的内力，压力容器的应力来自于其内或外的压力。直接测应力是不容易的，通过测量应变而间接测量应力是很方便的。实验中，先用电阻应变计测出容器表面的线应变，通过胡克定律即可算出容器在改方向的应力。薄壁容器的广义胡克定律式中/八久位容器经向、环向主应力E弹性模量在此实验中E=2*105MPau泊松比实验所用材料u二0.28JEe容器经向和坏向主应变由此根据①式很容易计算出容器的各项应力。2）贴片贴片是应力测试的

3、很重要的一步，它关系到测试的精确度和准确度，其最重要在于一要贴紧，二是贴片角度要正确。1.4操作步骤压力0・2MPa0.4MPa1）做好实验准备、认真学习实验安全规程、检查仪器仪表。2）系统上电，打开计算机、应变测试仪、及配套软件。3）打开容器出口阀，通过压力表校准仪往容器注油，待气体拍完后关闭容器出口阀，继续注油，分别测出增压和减压时O.2MPa和0.4MPa的应力及应变。4）试验完后，打开容器顶部出口阀门。2原始数据记录表1应力应变实验数据记录表增圧泄圧增压泄压增压泄圧增压泄圧应力应变应力应变应力应变应力应变应力应变应力应变应力应变应力应变11841124693272872557

4、21872152194132428388308276821780163153102000021718400-1043572951121126114581224152355///153153///317306629622417316347114493217326722415315331323483162562458357295244214601458124294289194122173133277255296285103262551831535312511317296rti原始数据表1对以计算得增压和减压时的平均值。平均值计算5二（0+o）其中应力可由②式计算可得也可以直接用实验计算

5、机己计算好的原始记录的应力值。将整理好的数据写入表2中。表2实验所得压力■应力表压力0.2MPa0.4MPa应力方向经向环向经向环向114.53926.5722164028.581312.5019.5054321159.523.55015030.5625.516.545.532718.51432.524.583222.55942915.5152628.51028.516.552303、数据处理由表1可以看出第5号经向应变片没有度数，因此可以看出第5号经向应变片可能已经断裂。而三号应变片环向应力始终为0,由此可知3号环向应变片可能脱落，从而导致读数不变。3.1理论值计算1）筒体应力%当

6、P=0.2MPa时筒体上的应力为当P=0.4MPa时筒体上的应力为2）封头应力由于是球形封头PD当P=0.2MPaB'Jcr=6=—°°4tPD~4t_PD~2t_0.2x0.35MPa4x0.003~0.2x0.32x0.003一10咖③PD0.4x0.31OMPa4t4x0.003④PD0.4x0.320MPa2t2x0.0030.2x0.3…-5MPa⑤4x0.0030.4x0.34x0.003⑥P=0.4MPa时（T=6（puPD~4t=10MPa列出理论值表如表3所示。表3压力■应力理论值压力0.2MPa0.4MPa应力方向经向环向经向环向15101020251010203

7、551010455101055510106551010755101085510109551010105510103.2结果讨论及误差分析作出压力为0.4MPa时的理论应力分布图如图2所示经向应力环向应力环鼬力图1球形封头容器理论应力分布图图2球形封头容器实测应力分布图由图可看出实验所测的应力分布和理论所得的应力分布在数值上和分布趋势上都有很人秀别，3.2.1结果讨论1）从实测容器应力分布图（图2）可看出，筒体部分经向应力是环向应力的一半。分头部分应力经向和