圆板受力分析xk

《圆板受力分析xk》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第10章压力容器的弯曲应力和二次应力木章重点内容及对学生的要求：(1)掌握圆平板受均布载荷时的弯Illi应力的分布规律以及对弯

2、

3、

4、

5、应力的限制;(2)了解边界应力的产牛原因和性质以及対二次应力的限制。第一节圆形平板承受均布载荷时的弯曲应力1、承受均布载荷圆形平板的变形承受均布载荷的圆形平板变形后的公观示意图如图I所示。图1承受均布载荷的圆平板变形2、径向弯曲应力与环向弯曲应力的分布规律及最大值当板的上表面承受均布载荷时，板下表面所产生的最人弯Illi应力沿半径的变化情况如图2所示。⑻周边简支圆板下表面应力分布图2均布载荷作用下圆形平板下表面各点的应力分布周边简支、承受均布载荷的圆平板，最

6、人弯illi应力出现在板的小心处，其值为:/、(、_3(3+//)pR1nuix882bg=(%耐)r=0=©.A/)r=0=+对于化工用钢，//=0.3,则:max(2)对于周边固支.承受均布载荷的圆平板，最大弯曲应力出现在板的四周，其值为:%=±0・75字max(3)上述公式中的“一”代表圆板上表血的应力，带“+”表示的是下表面的应力。3、弯曲应力与薄膜应力的比较与结论上面两个式（1）与（3）可以统一为:(4)其中K为系数，对于周边简支圆平板：K=0.31；对于周边固支圆平板：K=0.188。为了与同直径，同厚度的圆柱形壳体所产生的薄膜应力进行比较，将（4）写成:max(5)可见闘平板

7、的应力是関柱体的2k£倍，此值非常大。6第二节圆形平板承受均布载荷时的弯曲应力1、边界应力产生的原因平板封头m与封头连接后的变亦置乩'没有与封头连接时的变形位置图3筒身与平封头连接处的弯曲变形当设备相邻两段性能不同，或所受温度或压力不同，导致两部分变形量不同，但乂相互约束，从而产生较大的剪力与弯矩。以筒体与封头联接为例（图3）,圆柱筒少与较厚的平板封头相连接在一起，承受内压时筒身要向外胀大，而平板型封头对苴冇一个约束作川，平板在内压下发生的是弯曲变形，直径不会增大，所以筒体与封头在连接处所出现的这种自由变形的不一致，必然导致在这个局部的边界地区产生相互约束的附加内力，即边界应力。边缘应力数

8、值很大，有时导致容器失效，应重视。2、边界应力的性质边缘应力具有局限性和自限性两个基木特性：(1)局限性一人多数都有明显的衰减波特性，随离开边缘的距离增大，边缘应力迅速衰减。(2)口限性一弹性变形相互制约，一旦材料产生塑性变形，弹性变形约束就会缓解，边缘应力自动受到限制，即边缘应力的自限性。•塑性好的材料可减少容器发生破坏。•局部性与自限性，设计屮一般不按局部应力来确定厚度，而是在结构上作局部处理。•只要是塑性材料，即使局部某点的应力超过材料极限，邻近尚未屈服的弹性区能够抑制塑性变形的发生。但是对于某些情况，需要考虑边缘应力的影响，如果不考虑则在边缘高应力区冇可能导致脆性破坏或疲劳。❖塑性

9、较差的高强度钢制的重要压力容器；•低温下铁索体钢制的重要压力容器；•受疲劳载荷作用下的压力容器；•受核辐射作用的压力容器。3、应力分类(1)一次应力(primarystress)P由于外载荷作用而在容器部件内产住的正应力或者剪应力，或者平衡外部机械载荷所必须的应力。其特点有两个：♦满足静力平衡条件，即载荷增加，应力相应地增加，应变也增加；♦非自限性，应力沿壁厚方向均匀分布。一次应力乂包括以下三类：♦一次总体薄膜应力(generalprimarymembranestress),其影响范围整个结构的薄膜应力，如分布载荷引起的薄膜应力；♦一次局部薄膜应力(primarylocalmembrane

10、stress),应力水平大于一次总体薄膜应力，但影响范围仅限于结构局部区域的一•次薄膜应力。如局部外载荷引起的薄膜应力。♦一次弯曲应力(primarybendingstress),平衡压力或其他机械载荷所需的沿截面厚度方向线性分布的弯曲应力。(2)二次应力(secondarystress)111于容器部件的自身约束或和邻部件的约束而产生的正应力或剪应力。或者满足变形协调(连续性)要求所必须的应力。其特点：一是满足变形协调性，而是有自限性，以“安定性”的概念予以限制。(3)峰值应力(peakstress)由于结构不连续，而加到一次应力和二次应力之上的应力。4、对应力的限制(1)极限应力根据塑

11、性失效准则，一点处的最高应力到达屈服极限时，并不认为整个部件失效，而当随着载荷的进一步加人,是部件的内部也相应地屈服，知道整个部件全部进入犁性状态时,才认为部件的承载能力才算达到了极限，同时宣告部件的失效。这时部件所承受的载荷称为极限载荷。■极限载荷相对应的应力称为极限应力。(1)极限设计法则在受弯零件中，极限应力远大于材料的屈服极限，对于受弯曲的梁或者板來讲，一点处的应力到达屈服极限时，并不认为其失效，只有整个截面上各