压力容器设计 外压圆筒的设计计算.ppt

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1、第四章外压容器设计第三节外压圆筒的设计计算第三节外压圆筒的设计计算外压圆筒设计解析法图算法特点：反复试算，比较繁琐。图算法原理：（标准规范采用）（4-8）（4-15）第三节外压圆筒的设计计算为避开材料的弹性模量E（塑性状态为变量），采用应变表征失稳时的特征：不论长圆筒或短圆筒，失稳时周向应变（按单向应力时的虎克定律）为：将长、短圆筒的pcr公式分别代入应变式中，得长圆筒短圆筒第三节外压圆筒的设计计算令A=εcr，以A作为横坐标，L/Do作为纵坐标，Do/te作为参量绘成曲线；见图4-11（1）几何参数计算图：L/Do-Do/te-A关系曲线与材料弹性

2、模量E无关，对任何钢材的筒体都适用。第三节外压圆筒的设计计算长圆筒——与纵坐标平行的直线簇，失稳时周向应变A与L/Do无关；短圆筒——斜平行线簇，失稳时A与L/Do、Do/te都有关。（2）厚度计算图（不同材料）：B-A关系曲线即由L/Do，Do/te——图4-11——周向应变A——找出A与pcr的关系——判定筒体在操作外压力下是否安全。临界压力pcr，稳定性安全系数m，许用外压力[p]，故pcr=m[p]查第三节外压圆筒的设计计算＃以A和B为坐标轴的厚度计算图，以σ－ε为基础，图4-12～图4-15为几种常用钢材的厚度计算图。温度不同，曲线不同；＃

3、直线部分表示材料处于弹性，属于弹性失稳，B与A成正比，由A查B时，若与曲线不相交，则属于弹性失稳，可由，求取B。令B=，GB150取m=3，代入上式得：由该式建立B与A的关系图第三节外压圆筒的设计计算工程设计方法外压圆筒（Do／te）薄壁圆筒（Do／te≥20）失稳Do／te＝20厚壁圆筒（Do／te＜20）失稳强度失效第三节外压圆筒的设计计算Do/te≥20薄壁筒体，稳定性校核：a.假设名义厚度tn，令te=tn-C，算出L/Do和Do/te；b.以L/Do、Do/te值由图4-11查取A值（遇中间插值），若L/Do值大于50，则用L/Do=50查

4、图；若L/Do值小于0.05，则用L/Do=0.05查图c.由材料选——厚度计算图（图4-12～图4-15）第三节外压圆筒的设计计算B按(a)式计算许用外压[p]温度对应的曲线在图上没有时，插值（b）A在材料线左方时，，按(b)式计算许用外压[p]：系数A设计温度根据(a)第三节外压圆筒的设计计算图算法求解过程第三节外压圆筒的设计计算d.pc≤[p]且较接近——假设的名义厚度tn合理pc＞[p]——假设tn不合理——重设tn，直到满足第三节外压圆筒的设计计算1、真空容器有安全装置时：无安全装置时：p=0.1Mpa2、带夹套的真空容器p取真空容器的设计

5、压力加上夹套压力3、其它外压容器（包括带夹套的外压容器）p应不小于容器正常工作过程中可能出现的最大内外压力差即：p≥(po-pi)max注意：最大内外压差的取值四、设计参数的规定设计压力第三节外压圆筒的设计计算四、设计参数的规定压力试验第三节外压圆筒的设计计算不带夹套的外压容器和真空容器试验压力带夹套外压容器夹套容器是由内筒和夹套组成的多腔压力容器，各腔的设计压力通常是不同的，应在图样上分别注明内筒和夹套的试验压力值。内筒试验压力在确定了夹套试验压力后，还必须校核内筒在该试验压力下的稳定性。如不能满足外压稳定性要求，则在作夹套的液压试验时，必须同时在

6、内筒保持一定的压力，以确保夹套试压时内筒的稳定性。夹套：按内压容器确定试验压力。第三节外压圆筒的设计计算注意：计算长度第三节外压圆筒的设计计算计算长度：筒体外部或内部两相邻刚性构件之间的最大距离，通常封头、法兰、加强圈等均可视为刚性构件。第三节外压圆筒的设计计算第三节外压圆筒的设计计算加强圈的设计计算将长圆筒转化为短圆筒，可以有效地减小筒体厚度、提高筒体稳定性。目的加强圈设计加强圈的间距截面尺寸结构设计第三节外压圆筒的设计计算1、加强圈的间距设置加强圈，必须使其属于短圆筒才有实际作用。加强圈数量增多，Lmax值减小，筒体厚度减薄；反之，筒体厚度须增加

7、。第三节外压圆筒的设计计算2、加强圈截面尺寸的确定目的：增强筒壁截面的抗弯曲能力方法思路：通过增加截面惯性矩J来提高筒壁截面的抗弯曲能力，满足Js大于并接近J设置位置容器内部：焊接总长不小于筒体内圆周长的1/3容器外部：焊接的总长不小于筒体外圆周长的1/23、加强圈的结构设计工字钢其它型钢常用型钢扁钢角钢材料：多为碳素钢。筒体为贵重金属，在筒体外部设置碳素钢加强圈，节省贵重金属。第三节外压圆筒的设计计算加强圈两侧的间断焊缝可错开或并排，但焊缝之间的最大间隙对外加强圈为8δn，对内加强圈12δn（δn为筒体的名义厚度）。第三节外压圆筒的设计计算加强圈的

8、形式及连接结构要求：3、加强圈的结构设计（续）#加强圈应整圈围绕在筒体的圆周上，不许任意削弱或割断。#设置在