文档介绍：第四章内压薄壁圆筒与封头的强度设计
教学重点:
内压薄壁圆筒的厚度计算
教学难点:
厚度的概念和设计参数的确定
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根据薄膜理论进行应力分析,确定薄膜应力状态下的主应力
根据弹性失效的设计准则,应用强度理论确定应力的强度判据
对于封头,考虑到薄膜应力的变化和边缘应力的影响,按壳体中的应力状况在公式中引进应力增强系数
根据应力强度判据,考虑腐蚀等实际因素导出具体的计算公式。
内压薄壁圆筒与封头的强度设计公式推导过程
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容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下的屈服点,容器即告失效(失去正常的工作能力),也就是说,容器的每一部分必须处于弹性变形范围内。
保证器壁内的相当应力必须小于材料由单向拉伸时测得的屈服点。
第一节强度设计的基本知识
一、关于弹性失效的设计准则
1、弹性失效理论
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为了保证结构安全可靠地工作,必须留有一定的安全裕度,使结构中的最大工作应力与材料的许用应力之间满足一定的关系,即
——相当应力,MPa,可由强度理论确定
——极限应力,MPa,可由简单拉伸试验确定
——安全裕度
——许用应力,MPa
2、强度安全条件
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径向应力
二、强度理论及其相应的强度条件
1、薄壁压力容器的应力状态
图4-1 应力状态
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第一强度理论
(最大主应力理论)
第三强度理论
(最大剪应力理论)
强度条件
强度条件
适用于
脆性材料
适用于
塑性材料
2、常用强度理论
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第四强度理论
(能量理论)
强度条件
适用于
塑性材料
第二强度理论(最大变形理论)与实际相差较大,目前很少采用。
压力容器材料都是塑性材料,应采用三、四强度理论, GB150-98
采用第三强度理论.
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考虑实际情况,引入pc等参数
考虑介质
腐蚀性
考虑钢板厚度
负偏差并圆整
第二节内压薄壁圆筒壳体与球壳的强度设计
一、强度设计公式
1、内压薄壁圆筒
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强度校核公式
最大允许工作压力计算公式
1、当筒体采用无缝钢管时,应将式中的Di换为D0
2、以上公式的适用范围为
3、用第四强度理论计算结果相差不大
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公式的适用范围为
2、内压球形壳体
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