玻璃钢水箱的结构设计.doc

文档介绍：玻璃钢水箱的结构设计
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玻璃钢
销粕专阐1翱,桁,吲_1,乏式旧.
1998年第3期
玻璃钢水箱的结构设计
陈昌泮
—_面一
摘要
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.
本文用材料力学理论…,计算了球形,立式圆筒形,,采
取壁面搪制加强筋,两相对壁面对应加强筋之间设置拉竿,并对此作了详细的设计计算.
一
吾士1月lJ百
水箱目前用得较普遍的形状有球形,筒形,方形等,各种形状水箱设计的共同要求,都是在
一
定容积的前提下计算箱体的最小厚度和设计辅助构件,保证水箱变形量控制在允许范围内,
不漏水,不胀破,且制造本钱低廉.
2球形水箱设计
球形水箱由于对称性好,壁面受的应力比其它水箱小,因此同一容积下其壁较薄,用料就
,,通常是把沿
圆周间隔分布的支脚视作沿水平圆AA支承的环形支架(见图1),箱体内盛有比重为(y永一
lg/cm.)的液体,那么由材料力学理论导得任一角处的壳体应力计算公式,
<口时一厂.((1)
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7R2
.((2)
>口时,一厂3((3)
d:TYRz,.
4()
式中,(=百1(1一)
f2(9)一吉(5—+)
(=1(5+)
(=1(1—
)
我们称厂(～()为球壳的厚度系数(详细值见表1).上式
中.,,.,分别为<a和>a条件下球壳的经,纬向应
力:h为球斋厘
(4)
图1球形水箱
?
23?
表1厚度系数f.(～.(数值表
从表1看出,,因为(120.)和(120.)近最小,
(120.)和.(120.),也明显发现,对任一选定的角,有;f.(≠(,f(≠
(,就是说即使支承环选在=,仍存在此处的经向应力与周向应力有突变,说明
在支承附近有局部弯曲发生.
将表1所列的厚度系数代入公式(1)～(4),那么得球形水箱壁厚h,
^一
式中,[]为壳体材料的许用应力.
球形水箱水平向增量计算如下,
AD=箍(1-/1)(6)
式中,zXD为球壳在水平向直径的增长量;P为水压力;E,分别为球壳玻璃钢材料的拉伸弹
性模量,(6)式校核玻璃钢球形水箱的变形量,应控制其在要求的范围内,
3立式圆筒形水箱设计
立式圆筒形水箱(见图2)在容水时,z轴向应力为零,仅有圆
周向拉应力:
=
pD
2^一
丛h(7)
式中,),R分别为简体的直径,半径;P为筒体z处的压力(户一
Yz);h为筒体z处厚度;
简形水箱Z处箱体厚度为:
为:
yR:h
一丽(8)
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在水的侧压力作用下,简体水平直径将增大,处增量△D图2立式圆筒形水箱
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△D一7zD2(2一
)
该式可用来校核筒形水箱的变形量.
4方形水箱设计
(9)
,制作容易,故用得较多.

方形水箱的每块侧板和底板,可视为由沿水平方向的许多微条拚结而成,每根微条可作为
两端固定的梁,