外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算1外壓圓筒設(shè)計(jì)解析法圖算法特點(diǎn)：反復(fù)試算，比較繁瑣。外壓圓筒設(shè)計(jì)解析法圖算法特點(diǎn)：反復(fù)試算，比較繁瑣。2圖算法原理：（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范采用）（4-8）（4-15）第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算為避開材料的彈性模量E（塑性狀態(tài)為變量），采用應(yīng)變表征失穩(wěn)時(shí)的特征：不論長(zhǎng)圓筒或短圓筒，失穩(wěn)時(shí)周向應(yīng)變（按單向應(yīng)力時(shí)的虎克定律）為：圖算法原理：（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范采用）（4-8）（4-15）第三節(jié)3將長(zhǎng)、短圓筒的pcr公式分別代入應(yīng)變式中，得長(zhǎng)圓筒短圓筒第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算將長(zhǎng)、短圓筒的pcr公式分別代入應(yīng)變式中，得長(zhǎng)圓筒短圓筒4令A(yù)=εcr，以A作為橫坐標(biāo)，L/Do作為縱坐標(biāo)，

Do/te作為參量繪成曲線；見圖4-11（1）幾何參數(shù)計(jì)算圖：L/Do-Do/te-A關(guān)系曲線與材料彈性模量E無關(guān)，對(duì)任何鋼材的筒體都適用。第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算長(zhǎng)圓筒——與縱坐標(biāo)平行的直線簇，失穩(wěn)時(shí)周向應(yīng)變A與L/Do無關(guān)；短圓筒——斜平行線簇，失穩(wěn)時(shí)A與

L/Do、Do/te都有關(guān)。令A(yù)=εcr，以A作為橫坐標(biāo)，L/Do作為縱坐標(biāo)，（1）幾何5（2）厚度計(jì)算圖（不同材料）：B-A關(guān)系曲線即由L/Do，Do/te——圖4-11——周向應(yīng)變A——找出A與pcr的關(guān)系——判定筒體在操作外壓力下是否安全。臨界壓力pcr，穩(wěn)定性安全系數(shù)m，許用外壓力[p]，故pcr=m[p]查第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）厚度計(jì)算圖（不同材料）：B-A關(guān)系曲線即由L/Do，D6＃以A和B為坐標(biāo)軸的厚度計(jì)算圖，以σ－ε為基礎(chǔ)，圖4-12～圖4-15為幾種常用鋼材的厚度計(jì)算圖。溫度不同，曲線不同；＃直線部分表示材料處于彈性，屬于彈性失穩(wěn)，

B與A成正比，由A查B時(shí)，若與曲線不相交，則屬于彈性失穩(wěn)，可由，求取B。令B=，GB150取m=3，代入上式得：由該式建立B與A的關(guān)系圖第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算＃以A和B為坐標(biāo)軸的厚度計(jì)算圖，以σ－ε為基礎(chǔ)，圖4-12～7工程設(shè)計(jì)方法外壓圓筒（Do／te）薄壁圓筒（Do／te≥20）失穩(wěn)Do／te＝20厚壁圓筒（Do／te＜20）失穩(wěn)強(qiáng)度失效第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算工程設(shè)計(jì)方法外壓圓筒薄壁圓筒（Do／te≥20）失穩(wěn)Do／8Do/te≥20薄壁筒體，穩(wěn)定性校核：a.假設(shè)名義厚度tn，令te=tn-C，算出L/Do和Do/te；b.以L/Do、Do/te值由圖4-11查取A值（遇中間插值），若L/Do值大于50，則用L/Do=50查圖；若L/Do值小于0.05，則用L/Do=0.05查圖c.由材料選——厚度計(jì)算圖（圖4-12～圖4-15）第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算Do/te≥20薄壁筒體，穩(wěn)定性校核：a.假設(shè)名義厚度tn9B按(a)式計(jì)算許用外壓[p]溫度對(duì)應(yīng)的曲線在圖上沒有時(shí)，插值（b）A在材料線左方時(shí)，，按(b)式計(jì)算許用外壓[p]：系數(shù)A設(shè)計(jì)溫度根據(jù)(a)第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算B按(a)式計(jì)算許用外壓[p]溫度對(duì)應(yīng)的曲線在（b）A10圖算法求解過程第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算圖算法求解過程第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算11d.pc≤[p]且較接近——假設(shè)的名義厚度tn合理pc＞[p]——假設(shè)tn不合理——重設(shè)tn，直到滿足第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算d.pc≤[p]且較接近——pc＞[p]——假設(shè)tn不合理121、真空容器有安全裝置時(shí)：無安全裝置時(shí)：p=0.1Mpa

2、帶夾套的真空容器p取真空容器的設(shè)計(jì)壓力加上夾套壓力3、其它外壓容器（包括帶夾套的外壓容器）p應(yīng)不小于容器正常工作過程中可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差即：p≥(po-pi)max注意：最大內(nèi)外壓差的取值四、設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定設(shè)計(jì)壓力第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算1、真空容器2、帶夾套的真空容器3、其它外壓容器（包括帶夾套13四、設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定壓力試驗(yàn)第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算不帶夾套的外壓容器和真空容器試驗(yàn)壓力帶夾套外壓容器夾套容器是由內(nèi)筒和夾套組成的多腔壓力容器，各腔的設(shè)計(jì)壓力通常是不同的，應(yīng)在圖樣上分別注明內(nèi)筒和夾套的試驗(yàn)壓力值。內(nèi)筒試驗(yàn)壓力四、設(shè)計(jì)參數(shù)壓力試驗(yàn)第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算不帶夾套的外14在確定了夾套試驗(yàn)壓力后，還必須校核內(nèi)筒在該試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性。如不能滿足外壓穩(wěn)定性要求，則在作夾套的液壓試驗(yàn)時(shí)，必須同時(shí)在內(nèi)筒保持一定的壓力，以確保夾套試壓時(shí)內(nèi)筒的穩(wěn)定性。夾套：按內(nèi)壓容器確定試驗(yàn)壓力。第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算注意：在確定了夾套試驗(yàn)壓力后，還必須校核內(nèi)筒在該試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性15計(jì)算長(zhǎng)度第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算長(zhǎng)度：筒體外部或內(nèi)部?jī)上噜弰傂詷?gòu)件之間的最大距離，通常封頭、法蘭、加強(qiáng)圈等均可視為剛性構(gòu)件。計(jì)算長(zhǎng)度第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算長(zhǎng)度：筒體外部或內(nèi)部16第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算17第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算18加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)計(jì)算將長(zhǎng)圓筒轉(zhuǎn)化為短圓筒，可以有效地減小筒體厚度、提高筒體穩(wěn)定性。目的加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)加強(qiáng)圈的間距截面尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)計(jì)算將長(zhǎng)圓筒轉(zhuǎn)化為短圓筒，可以有效地減小筒體厚度191、加強(qiáng)圈的間距設(shè)置加強(qiáng)圈，必須使其屬于短圓筒才有實(shí)際作用。加強(qiáng)圈數(shù)量增多，Lmax值減小，筒體厚度減??；反之，筒體厚度須增加。第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算2、加強(qiáng)圈截面尺寸的確定目的：增強(qiáng)筒壁截面的抗彎曲能力方法思路：通過增加截面慣性矩J來提高筒壁截面的抗彎曲能力，滿足Js大于并接近J1、加強(qiáng)圈的間距設(shè)置加強(qiáng)圈，必須使其屬于短圓筒才有實(shí)際作用。20設(shè)置位置容器內(nèi)部：焊接總長(zhǎng)不小于筒體內(nèi)圓周長(zhǎng)的1/3容器外部：焊接的總長(zhǎng)不小于筒體外圓周長(zhǎng)的1/23、加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工字鋼其它型鋼常用型鋼扁鋼角鋼材料：多為碳素鋼。筒體為貴重金屬，在筒體外部設(shè)置碳素鋼加強(qiáng)圈，節(jié)省貴重金屬。第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)置容器內(nèi)部：焊接總長(zhǎng)不小于容器外部：焊接的總長(zhǎng)不小于3、加21

加強(qiáng)圈兩側(cè)的間斷焊縫可錯(cuò)開或并排，但焊縫之間的最大間隙對(duì)外加強(qiáng)圈為8δn，對(duì)內(nèi)加強(qiáng)圈12δn（δn為筒體的名義厚度）。第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算加強(qiáng)圈的形式及連接結(jié)構(gòu)加強(qiáng)圈兩側(cè)的間斷焊縫可錯(cuò)開或并排，但焊縫之間的最大間隙22要求：3、加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）#

加強(qiáng)圈應(yīng)整圈圍繞在筒體的圓周上，不許任意削弱或割斷。#

設(shè)置在內(nèi)部的加強(qiáng)圈，若開設(shè)排液孔、排氣孔，削弱或割斷的弧長(zhǎng)不得大于圖4-18所給定的值。第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算要求：3、加強(qiáng)圈的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（續(xù)）#加強(qiáng)圈應(yīng)整圈圍繞在筒體的23本節(jié)重點(diǎn)（1）外壓容器設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定；（2）設(shè)置加強(qiáng)圈的目的及結(jié)構(gòu)要求。本節(jié)重點(diǎn)（1）外壓容器設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定；24謝謝！謝謝！25外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算26外壓圓筒設(shè)計(jì)解析法圖算法特點(diǎn)：反復(fù)試算，比較繁瑣。外壓圓筒設(shè)計(jì)解析法圖算法特點(diǎn)：反復(fù)試算，比較繁瑣。27圖算法原理：（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范采用）（4-8）（4-15）第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算為避開材料的彈性模量E（塑性狀態(tài)為變量），采用應(yīng)變表征失穩(wěn)時(shí)的特征：不論長(zhǎng)圓筒或短圓筒，失穩(wěn)時(shí)周向應(yīng)變（按單向應(yīng)力時(shí)的虎克定律）為：圖算法原理：（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范采用）（4-8）（4-15）第三節(jié)28將長(zhǎng)、短圓筒的pcr公式分別代入應(yīng)變式中，得長(zhǎng)圓筒短圓筒第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算將長(zhǎng)、短圓筒的pcr公式分別代入應(yīng)變式中，得長(zhǎng)圓筒短圓筒29令A(yù)=εcr，以A作為橫坐標(biāo)，L/Do作為縱坐標(biāo)，

Do/te作為參量繪成曲線；見圖4-11（1）幾何參數(shù)計(jì)算圖：L/Do-Do/te-A關(guān)系曲線與材料彈性模量E無關(guān)，對(duì)任何鋼材的筒體都適用。第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算長(zhǎng)圓筒——與縱坐標(biāo)平行的直線簇，失穩(wěn)時(shí)周向應(yīng)變A與L/Do無關(guān)；短圓筒——斜平行線簇，失穩(wěn)時(shí)A與

L/Do、Do/te都有關(guān)。令A(yù)=εcr，以A作為橫坐標(biāo)，L/Do作為縱坐標(biāo)，（1）幾何30（2）厚度計(jì)算圖（不同材料）：B-A關(guān)系曲線即由L/Do，Do/te——圖4-11——周向應(yīng)變A——找出A與pcr的關(guān)系——判定筒體在操作外壓力下是否安全。臨界壓力pcr，穩(wěn)定性安全系數(shù)m，許用外壓力[p]，故pcr=m[p]查第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算（2）厚度計(jì)算圖（不同材料）：B-A關(guān)系曲線即由L/Do，D31＃以A和B為坐標(biāo)軸的厚度計(jì)算圖，以σ－ε為基礎(chǔ)，圖4-12～圖4-15為幾種常用鋼材的厚度計(jì)算圖。溫度不同，曲線不同；＃直線部分表示材料處于彈性，屬于彈性失穩(wěn)，

B與A成正比，由A查B時(shí)，若與曲線不相交，則屬于彈性失穩(wěn)，可由，求取B。令B=，GB150取m=3，代入上式得：由該式建立B與A的關(guān)系圖第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算＃以A和B為坐標(biāo)軸的厚度計(jì)算圖，以σ－ε為基礎(chǔ)，圖4-12～32工程設(shè)計(jì)方法外壓圓筒（Do／te）薄壁圓筒（Do／te≥20）失穩(wěn)Do／te＝20厚壁圓筒（Do／te＜20）失穩(wěn)強(qiáng)度失效第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算工程設(shè)計(jì)方法外壓圓筒薄壁圓筒（Do／te≥20）失穩(wěn)Do／33Do/te≥20薄壁筒體，穩(wěn)定性校核：a.假設(shè)名義厚度tn，令te=tn-C，算出L/Do和Do/te；b.以L/Do、Do/te值由圖4-11查取A值（遇中間插值），若L/Do值大于50，則用L/Do=50查圖；若L/Do值小于0.05，則用L/Do=0.05查圖c.由材料選——厚度計(jì)算圖（圖4-12～圖4-15）第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算Do/te≥20薄壁筒體，穩(wěn)定性校核：a.假設(shè)名義厚度tn34B按(a)式計(jì)算許用外壓[p]溫度對(duì)應(yīng)的曲線在圖上沒有時(shí)，插值（b）A在材料線左方時(shí)，，按(b)式計(jì)算許用外壓[p]：系數(shù)A設(shè)計(jì)溫度根據(jù)(a)第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算B按(a)式計(jì)算許用外壓[p]溫度對(duì)應(yīng)的曲線在（b）A35圖算法求解過程第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算圖算法求解過程第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算36d.pc≤[p]且較接近——假設(shè)的名義厚度tn合理pc＞[p]——假設(shè)tn不合理——重設(shè)tn，直到滿足第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算d.pc≤[p]且較接近——pc＞[p]——假設(shè)tn不合理371、真空容器有安全裝置時(shí)：無安全裝置時(shí)：p=0.1Mpa

2、帶夾套的真空容器p取真空容器的設(shè)計(jì)壓力加上夾套壓力3、其它外壓容器（包括帶夾套的外壓容器）p應(yīng)不小于容器正常工作過程中可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差即：p≥(po-pi)max注意：最大內(nèi)外壓差的取值四、設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定設(shè)計(jì)壓力第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算1、真空容器2、帶夾套的真空容器3、其它外壓容器（包括帶夾套38四、設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定壓力試驗(yàn)第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算不帶夾套的外壓容器和真空容器試驗(yàn)壓力帶夾套外壓容器夾套容器是由內(nèi)筒和夾套組成的多腔壓力容器，各腔的設(shè)計(jì)壓力通常是不同的，應(yīng)在圖樣上分別注明內(nèi)筒和夾套的試驗(yàn)壓力值。內(nèi)筒試驗(yàn)壓力四、設(shè)計(jì)參數(shù)壓力試驗(yàn)第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算不帶夾套的外39在確定了夾套試驗(yàn)壓力后，還必須校核內(nèi)筒在該試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性。如不能滿足外壓穩(wěn)定性要求，則在作夾套的液壓試驗(yàn)時(shí)，必須同時(shí)在內(nèi)筒保持一定的壓力，以確保夾套試壓時(shí)內(nèi)筒的穩(wěn)定性。夾套：按內(nèi)壓容器確定試驗(yàn)壓力。第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算注意：在確定了夾套試驗(yàn)壓力后，還必須校核內(nèi)筒在該試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性40計(jì)算長(zhǎng)度第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算長(zhǎng)度：筒體外部或內(nèi)部?jī)上噜弰傂詷?gòu)件之間的最大距離，通常封頭、法蘭、加強(qiáng)圈等均可視為剛性構(gòu)件。計(jì)算長(zhǎng)度第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算長(zhǎng)度：筒體外部或內(nèi)部41第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算42第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算43加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)計(jì)算將長(zhǎng)圓筒轉(zhuǎn)化為短圓筒，可以有效地減小筒體厚度、提高筒體穩(wěn)定性。目的加強(qiáng)圈設(shè)計(jì)加強(qiáng)圈的間距截面尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算加強(qiáng)圈的設(shè)計(jì)計(jì)算將長(zhǎng)圓筒轉(zhuǎn)化為短圓筒，可以有效地減小筒體厚度441、加強(qiáng)圈的間距設(shè)置加強(qiáng)圈，必須使其屬于短圓筒才有實(shí)際作用。加強(qiáng)圈數(shù)量增多，Lmax值減小，筒體厚度減??；反之，筒體厚度須增加。第三節(jié)外壓圓筒的設(shè)計(jì)計(jì)算2、加強(qiáng)圈截面尺寸的確定目