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1、文章编号：100()—7466(2004)04—有限长椭圆截面容器的应力计算高红利I,洪锡纲2,李伟军彳(1.茂名学院，广东茂名525000；2.华南理工大学，广东广州510641；3.顺徳市劳动安全检验所，广东顺徳528300)关键词：压力容器；椭圆截而容器；端盖；应力计算摘要：应用板壳理论分析了有限长椭圆截面容器的应力，揭示了端盖加强作用及容器反度对应力的影响。中图分类号：TQ053.202文献标识码：AThestresscalculatingforellipticalcrosssectionpressu
2、revesselsoffinitelengthGAOHong-li1,HONGXi-gang2,LIWei-jun3(l.Maomingcollege,Maoming525000,china;2.SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510641.china;3.ShundeLaborSecurityInspectionInstitute,Shunde528300,china)Abstract:Forfinitelengthapproximateelliptica
3、lcrosssectionpressurevesselssubjectedtointernalpressure,thispapersetsupamechanicalmodel,thenstudiestheshellbythemodelandcalculatesthestressintheshellbygeneraltheoryofcylindricalshells,thencompilesthecomputerprogramforstresscalculation.Thepapercalculatesthes
4、tressonthreeactualellipticalcrosssectionpressurevesselsbythecalculatingprogram,andcomparesthevalueswiththeactualstressandthestressgettingfromGB150-1998・Intheend,analysestheinfluenceofthesupportfromtheheadcoversonthestressanddrawssomeconclusions.Keywords:pre
5、ssurevessels;approximateellipticalcrosssectionpressurevessels;heads;stresscalculation椭圆截面容器是石油化工领域应用较为广泛的一类容器。我国压力容器标准GB150-1998（以下简称国标）附录D给出了无加强的椭圆截血容器的应力计算式⑴。这组公式是以无限长壳体为模型推导的，只给出了周向应力计算式，却未给出轴向应力计算式，也未考虑端盖加强作川。当壳体纵横比较小时，川国标公式计算的周向应力偏大，以此设计的容器厚度偏厚。文中用板壳理论
6、计算有限长椭圆截面容器的应力，分析了端盖加强作用对弯曲应力的彩响，以及应力随纵横比的变化规律。1壳体应力计算1.1模型及坐标系建立椭圆截血容器的横截血是近似椭圆，它由两段半径为R的人恻弧壳和两段半径为r的小圖弧壳组成，如图la所示。容器两侧有平板端盖，端盖对壳体有支承作用；相邻的两段圆弧壳在连接处半径突变，或大、小圆弧売采用不同厚度，这都会产生边缘效应。建模时作以下考虑：①端盖的支承作川实际容器端盖对壳体的支承是介于简支和固支之间的1利哟束，为偏于安全，文中按简支计算。②壳体的不连续性壳体由4段恻弧壳组成，将
7、各段恻弧壳沿连接边缘分离，并代之以边缘力和边缘力矩。③外载荷壳体承受均布法向载荷P作用o将研究对彖转化为4段开口圜柱壳，每段壳承受均布压力P作用，轴向两端的曲线边缘简支，两直线边缘作用有边缘力、边缘力矩，如图lb所示。由于对称，仅取相邻的两段圆柱壳作为研究对象。为方便计算，坐标系取恻柱壳屮面上的一组主曲率线作为朋标线，x线沿母线，（p线沿准线，z线沿法线，如图1c所示，图示方向为正方向。壳上任一点的位置都可丿IJ坐标（X,（P,Z）表不。d2d2}亍+"硏a2s2}簸+"孙丿v2v2a>V2V2O(5)图1计
8、算模型沢①6,①U=7+Pdg6(p2尸背卩=(2+“)-^-+理8^~8(po(pw—+2,8/d^d(p2诃(7)式中，N,为轴向薄膜力，N；为周向薄膜1.2应力计算方法用圆柱壳的--般理论进行分析，在一定的边界条件下求解圆柱壳基本方程，可得到壳中各内力素分量，从而求得应力。为便于求解方程，引入位移函数①（§,©）,将恻柱壳基本方程转化为八阶偏微分方程：力，N；M,•为轴向弯矩，N・m；M仪为周
