最新8-外压容器解析课件PPT.ppt

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1、8-外压容器解析15.1概述15.1.1稳定的概念所谓稳定是就平衡而言。平衡有稳定的平衡与不稳定的平衡。小球处于凹处A或C，它所具有的平衡是稳定的；小球处于曲面的顶点B处，虽然也可处于平衡，但是这种平衡是不稳定的，只要有微小的外力干扰使它离开B点，它就不会自动回复到原来的位置。15.1.2“稳定”问题实例1.压杆拉杆不失稳压杆可能失稳（1）受横向压力作用，容器变成波纹形式（图15-1中abcd）（2）受轴向压力作用，容器变成图15-2外压容器失稳，发生在σ2<<σs的时候外压容器维持正常操作的基本条件：可靠地保持原来的形状和尺

2、寸外压容器失稳形式（1）容器截面形状不规则（2）材料厚度的不均匀（3）载荷有不稳定变化，交变性外压容器提前失稳15.2外压圆筒的厚度设计15.2.1解析法1.临界压力和临界长度当短圆筒的长度增大一定值时，封头对筒体的支撑作用消失，这时这个短圆筒的临界压力将和长圆筒的临界压力相等，即当圆筒的计算长度L≥Lcr时，为长圆筒；否则为短圆筒。临界压力pcr的讨论圆筒被压屈服时的屈服压力为比较：ps>pcr，稳定破坏总是先于强度破坏；强度上的承压能力与强度指标σs有关，而稳定上的承压能力与E有关；筒体的长度不影响强度，但影响稳定性；pc

3、r：按容器失稳影响因素，理论计算出的最大允许工作压力[p]：考虑到实际因素计算出的最大允许工作外压2.设计参数计算长度L当圆筒上焊有刚性构件时，其计算长度系指两个刚性构件之间的最大距离，封头、法兰、加强圈等均可视作刚性构件。对于凸形封头，应计入直边高度及封头其余部分的三分之一。设计压力p类别设计外压力p外压容器取不小于正常工作过程中可能产生的最大内外压力差真空容器有安全控制装置时，取1.25倍最大内外压力差或0.1MPa两者中的较小值；无安全控制装置时取0.1MPa；对带夹套的真空容器，按上述原则再加夹套的设计压力稳定系数m我

4、国一般取＝3（圆筒、锥壳），球壳、椭圆形、蝶形封头取＝14.52。m值与所用公式的精确程度、制造技术所能保证的质量（如形状公差）等有关。当筒体制造完时的椭圆度e>0.5%DN时，且大于25mm时，其初始椭圆度会降低圆筒的临界压力，就不能再用m＝3计算。试验压力压力试验种类试验压力pT液压试验1.25p气压试验1.15p3.计算步骤（1）假设一名义厚度δn，则δe=δn-C（2）求Lcr（3）比较L与Lcr，确定计算公式求pcr和[p]（4）比较p与[p]，若p小于且接近于[p]，则假设δn符合要求。否则再另设，直至满足要求注意

5、：应用本计算方法时，临界应力应在弹性范围之内15.2.2算图法（GB150）1.临界应力σcr和临界应变εcr2.算图法的思路(a)由筒体的几何参数计算临界应变εcr→σcr需要两个关系：（1）几何参数与A的关系；（2）B与A的关系（3）步骤（对Do/δe≥20的管子）（1）假设一名义厚度δn，则δe=δn-C→L/Do，Do/δe（2）由图15-4查得系数A；（3）根据不同材料的A-B关系图，由A求得B；（4）[p]=Bδe/Do或[p]=2AEδe/3Do；（5）比较p与[p]15.2.3圆筒的轴向稳定校核以小应力理论为依

6、据的外压球壳临界应力计算，可用于圆筒轴向失稳临界应力的计算式计算步骤：（1）求A（临界应变值）：（2）选择相应的B－A算图，由A查得B值即为许用压缩应力（3）圆筒的轴向应力强度与稳定的校核一台圆柱形筒体的轴向压缩应力不管是由什么载荷引起的，这一应力均应满足以下条件：15.3外压凸性封头的设计m—稳定系数，对于凸形封头和球壳，有关标准取m=15Ro—凸形封头球面部分内半径或当量半径，mm。凸形封头在弹性段内的许用外压按下式计算：封头椭圆形碟形无折边球形RoRo＝KDo球面RoRoDi/2h2.62.42.22.01.81.61.

7、41.21.0K1.181.080.990.90.810.730.650.570.5凸形封头设计步骤（1）假设一名义厚度δn，则δe=δn-C→δe/Ro（2）计算系数A（3）根据不同材料的A-B关系图，由A求得B，[p]=Bδe/Ro（4）比较p与[p]15.4外压锥形封头和筒体当受压的锥形封头或锥体半顶角α<60°时用相当的圆筒体来进行计算。（1）它的直径取等于锥体大端处直径，并用D0表示（2）它的筒长叫计算长度，按下式确定：无折边：（图中的a和d）(图中的b)大端带折边：小端带折边：(图中的c)大小端都带折边：（3）它的

8、有效承压厚度为δe=δc-C，由于要把锥形壳体当作圆筒来计算，所以它的计算壁厚δec=(δc-C)cosα（4）其余计算步骤与外压圆筒相同。15.5加强圈的设计15.5.1加强圈的作用及结构设计外压圆筒时，若p>[p]，则可用增加厚度或缩短圆筒计算长度的方法来解决。在圆筒的外