1、第三章內(nèi)部壓力薄壁容器的應(yīng)力分析，3.1旋轉(zhuǎn)殼體的應(yīng)力分析薄膜理論介紹3.1.1薄壁容器和應(yīng)力特性化學(xué)容器和化學(xué)設(shè)備的外殼，通常是薄壁旋轉(zhuǎn)外殼：S/Di 0.1或D0/Di 1.2介質(zhì)壓力下殼體壁的圓周應(yīng)力和通過(軸)應(yīng)力。1，學(xué)習(xí)交換PPT，薄膜理論和力矩理論概念：殼壁應(yīng)力計算理論如下：(1)瞬時理論，即薄膜理論。假設(shè)薄殼壁僅受到拉伸和壓縮應(yīng)力(例如薄膜)，完全無法承受彎矩和彎曲應(yīng)力。殼壁的應(yīng)力是薄膜應(yīng)力。2，交流PPT學(xué)習(xí)，(2)瞬時理論。薄殼壁記憶體除了拉伸或壓縮應(yīng)力外，還具有彎曲應(yīng)力。工程理想的薄壁薄殼不存在。因為即使薄殼壁薄，薄殼中仍存在一些彎曲應(yīng)力，所以力矩理論具有近似性和限制。彎

2、曲應(yīng)力一般不可忽略，誤差仍在工程計算的允許范圍內(nèi)，計算方法大大簡化，因此在工程計算中經(jīng)常使用無瞬時理論。3，學(xué)習(xí)AC PPT，內(nèi)力，力矩理論(電影理論)，力矩理論(彎曲理論)，扭矩理論和扭矩理論，載荷，軸對稱，4，學(xué)習(xí)AC PPT，一些提示，5，學(xué)習(xí)AC PPT，學(xué)習(xí)AC PPT基本概念旋轉(zhuǎn)薄殼是在直線或平面曲線上圍繞共平面內(nèi)的固定軸線旋轉(zhuǎn)3600度的薄殼。旋轉(zhuǎn)薄殼形成、6、學(xué)習(xí)式AC PPT、某些一般旋轉(zhuǎn)薄殼、7、學(xué)習(xí)式AC PPT、軸向鏡射意味著罩的幾何圖形、約束和接收的外力會鏡射至旋轉(zhuǎn)軸。曲面、中間面、母線：平面曲線，8，學(xué)習(xí)通訊PPT，法線：子午線：子午線：子午線：從經(jīng)線的任一點穿過垂

3、直中間面的直線，穿過軸線的平面和中間面的直線，緯(平圓):以及，9，學(xué)習(xí)AC PPT，第一曲率半徑，第二曲率半徑，旋轉(zhuǎn)薄殼幾何圖形元素，10，學(xué)習(xí)AC PPT，2?；炯僭O(shè)：(1)小位移假設(shè)。殼體的壓縮變形，各點位移小于壁厚。簡化計算。(2)直線法線假設(shè)。點沿厚度的垂直位移相同。也就是說，厚度不變。不擠壓家庭。沿壁厚的纖維層彼此不壓縮。也就是說，法向應(yīng)力為零。11，學(xué)習(xí)AC PPT，3.1.3法向應(yīng)力計算面積平衡方程式，12，學(xué)習(xí)AC PPT，法向應(yīng)力計算公式：(MPa)，中心sm -法向應(yīng)力；p介質(zhì)內(nèi)部壓力，(MPa)；R2 -第二個曲率半徑，(mm)；s殼壁厚，(mm)。13，學(xué)習(xí)AC P

4、PT，3.1.4環(huán)應(yīng)力計算微主體平衡方程式，14，學(xué)習(xí)AC PPT，環(huán)應(yīng)力計算公式微主體平衡方程式，形式sm -通過應(yīng)力(MPa)；Sq -圓周應(yīng)力(MPa)；R1 -第一個曲率半徑(mm)；R2 -第二個曲率半徑(mm)；p介質(zhì)壓力(MPa)；s殼壁厚(mm)。15，學(xué)習(xí)通信PPT，微主體平衡方程推導(dǎo)，16，學(xué)習(xí)通信PPT，17，學(xué)習(xí)通信PPT，18，學(xué)習(xí)通信PPT，19，學(xué)習(xí)通信PPT，3.1.5薄膜理論材料均勻且各向同性。厚度沒有突變，材料的物理特性相同。2.軸對稱幾何軸對稱、材料軸對稱、載荷軸對稱、支承軸對稱；3.連續(xù)幾何圖形連續(xù)，負載(支撐)分布連續(xù)，材料連續(xù)。薄殼邊界力位于薄殼曲面

5、的相切平面上。橫向剪切和彎曲距離，無自由支撐；20，學(xué)習(xí)交流PPT，氣體內(nèi)部壓力產(chǎn)生的一般薄殼應(yīng)力：環(huán)應(yīng)力，通過應(yīng)力，圓錐薄殼，圓柱薄殼，通過應(yīng)力，環(huán)應(yīng)力，21，學(xué)習(xí)交流PPT，3.2薄膜理論的應(yīng)用，3.2.1。氣體內(nèi)部壓力產(chǎn)生的圓柱薄殼，型式R2=D/2，2。環(huán)形應(yīng)力：中，樣式p，S已知，R1=，自下而上，解決方案！氣缸體就職點，1。法向應(yīng)力：22，學(xué)習(xí)通訊PPT，圓柱薄殼壁內(nèi)部應(yīng)力分布，23，學(xué)習(xí)通訊PPT，頭？-嗯？-嗯？(a)，(b)，(c)，24，學(xué)習(xí)通信PPT，韌性斷裂-照片，25，學(xué)習(xí)通信PPT，案例，26，學(xué)習(xí)AC PPT，圓柱殼應(yīng)力分布，2，圓柱薄殼的壓力能力取決于厚度直徑比

6、率(S/D)，厚度越大，壓力越好。27，學(xué)習(xí)交換PPT，3.2.2。氣體內(nèi)壓球殼，有用：球形容器、半球形封頭、折疊式球形封頭等。28、學(xué)習(xí)AC PPT、半球形頭、折疊球形頭、29、學(xué)習(xí)AC PPT、條件相同時，球形薄殼內(nèi)部應(yīng)力與圓柱薄殼的垂直應(yīng)力相同，是圓柱薄殼內(nèi)部環(huán)應(yīng)力的一半。球形薄殼的R1=R2，30，學(xué)習(xí)型AC PPT，球形薄殼應(yīng)力分布結(jié)論，1，球形薄殼每個點=m表示球形薄殼的薄膜應(yīng)力分布非常均勻。2，如果載荷和幾何條件相同，則球殼的最大應(yīng)力只有圓柱殼的一半，因此球殼的壓力能力優(yōu)于圓柱殼。31，學(xué)習(xí)交換PPT，3.2.3氣體內(nèi)壓橢球殼，有用：橢圓頭。形狀：四分之一橢圓線繞共面y軸旋轉(zhuǎn)。3

7、2，學(xué)習(xí)AC PPT，橢圓頭，(橢球殼)，33，學(xué)習(xí)AC PPT，橢球殼的長半軸a短半軸b橢球殼頂點坐標：(0，b)邊坐標：(a，0)，34受橢球殼的結(jié)構(gòu)影響。兩個方向應(yīng)力相同，是拉伸應(yīng)力。35，學(xué)習(xí)AC PPT，36，學(xué)習(xí)AC PPT，Pa/2S，Pa/2S，Pa/2S，37，37，學(xué)習(xí)AC PPT，標準橢球殼的應(yīng)力分布，標準橢球殼是a橢球殼的幾何圖形是否連續(xù)？2.圓周應(yīng)力在橢球殼和圓柱殼的連接處有突變，為什么？38，學(xué)習(xí)交換PPT，思考，考慮磁頭其他形狀薄殼交點處的應(yīng)力，39，學(xué)習(xí)交換PPT，3.2.4氣體內(nèi)壓錐形薄殼，有用：容器的錐形頭、塔之間的減少段、水箱蓋等。40，學(xué)習(xí)交流PPT，錐

8、形頭，41，學(xué)習(xí)交流PPT，應(yīng)力計算，圓錐所有點a處的應(yīng)力計算公式：R1=R2=r/cosa型式的r -點a的平行圓半徑；-半錐角，S錐殼壁厚。通過膠片理論公式得出的應(yīng)力大小與r成正比，最大r等于D/2時的最大應(yīng)力為：42，學(xué)習(xí)AC PPT，錐殼的應(yīng)力分布，1 .圓柱殼和圓錐殼接合處的應(yīng)力突變，為什么？結(jié)構(gòu)上如何解決？2.半圓角的角度越大，圓錐的最大應(yīng)力如何變化？3.在圓錐體的那個位置打孔，強度降到最低嗎？43，學(xué)習(xí)交流PPT，圓錐薄殼應(yīng)力分布結(jié)論，1，圓錐薄殼雙向應(yīng)力均與x線性關(guān)系，應(yīng)力隨距圓錐頂部的距離增大。2，錐殼的雙向應(yīng)力隨著增加而增加，因此錐殼的二分之一角度不應(yīng)太大。44，學(xué)習(xí)交流P

9、PT，3.2.5氣體內(nèi)部壓力引起的碟形殼體，皿形薄殼形成：母線abc=半徑r的弧ab半徑R1的弧bc皿形薄殼建構(gòu)：半徑r的球形薄殼半徑R1的荷葉邊，45，學(xué)習(xí)AC PPT，蝴蝶頭，46，學(xué)習(xí)AC PPT，幾何特性a .總線ABC是不連續(xù)的。也就是說，R1不連續(xù)，在b點突變：球殼部分R1=R；荷葉邊部分R1=R1。B. R2是連續(xù)變量。球殼部分R2=R；折疊部分，47，學(xué)習(xí)AC PPT，碟形薄殼的應(yīng)力分布，1.b點和c點處的R1，R2如何變化？皿形薄殼和圓柱薄殼接合處的應(yīng)力狀態(tài)如何？48，學(xué)習(xí)交流PPT，1，外殼的曲率，厚度，載荷沒有突變，材料的物理特性相同。2，殼體邊界沒有扭矩和側(cè)向力。3，薄

10、殼邊界的垂直位移和轉(zhuǎn)角不受限制(薄殼邊界的約束僅在子午線切向方向)，無力矩理論的套用條件，49，學(xué)習(xí)AC PPT，3.3內(nèi)部壓力容器邊應(yīng)力簡介，3.3.1邊應(yīng)力概念壓力容器邊表示非連續(xù)位置，主要是幾何不連續(xù)性和負載(支撐)例如：幾何不連續(xù)性：50、學(xué)習(xí)交流PPT、溫度不連續(xù)性：材料不連續(xù)性：在不連續(xù)性點處，介質(zhì)壓力和溫度作用除了薄膜應(yīng)力外，還會發(fā)生變形調(diào)整，從而產(chǎn)生其他內(nèi)力。51，學(xué)習(xí)通信PPT，是，52，學(xué)習(xí)通信PPT，邊上生成附加內(nèi)力：M0-附加彎矩；Q0-附加剪切力。，生成邊應(yīng)力，53，學(xué)習(xí)AC PPT，生成邊應(yīng)力，54，學(xué)習(xí)AC PPT，3.3.2邊應(yīng)力特性，(1)。局部，僅發(fā)生在一個

11、區(qū)域，邊緣應(yīng)力衰減很快。請參考以下測試結(jié)果：55，學(xué)習(xí)通信PPT，56，學(xué)習(xí)通信PPT，57，學(xué)習(xí)通信PPT，2，接線和固定，58，學(xué)習(xí)通信PPT，59，學(xué)習(xí)通信PPT，3，變形測量，60容器內(nèi)氣體的排除預(yù)加載和卸載預(yù)調(diào)整平衡，應(yīng)變測量。拆卸系統(tǒng)，關(guān)閉馬達和測量設(shè)備。應(yīng)變測量階段，61，學(xué)習(xí)通信PPT，62，學(xué)習(xí)通信PPT，63，學(xué)習(xí)通信PPT，64，學(xué)習(xí)通信PPT，65，學(xué)習(xí)通信PPT，66，學(xué)習(xí)通信PPT，67，學(xué)習(xí)通信PPT自限制邊應(yīng)力是在不連續(xù)點兩側(cè)產(chǎn)生相互約束時產(chǎn)生的附加應(yīng)力。邊上的其他應(yīng)力達到材料降伏限制時，將放寬相互約束，且不會無限制地增加。68，學(xué)習(xí)交流PPT，容器的應(yīng)力分類-

12、主要有三個類別，容器的應(yīng)力分類，第一應(yīng)力，第二應(yīng)力，峰值應(yīng)力，69，學(xué)習(xí)交流PPT，容器的應(yīng)力分類-第一應(yīng)力，容器的應(yīng)力分類，第一應(yīng)力超過屈服點時容器的應(yīng)力分類外部載荷與內(nèi)力和內(nèi)力平衡、非限制、70、學(xué)習(xí)交流PPT、容器中的應(yīng)力分類、整個薄膜應(yīng)力Pm、薄膜應(yīng)力表示沿厚度均勻分布的應(yīng)力，例如壁厚方向上的應(yīng)力平均值。典型范例：遠離薄壁圓柱或球形薄殼的薄壁應(yīng)力或厚壁圓柱的軸向應(yīng)力和圓周應(yīng)力的平均值、具有容器全范圍記憶體的薄壁應(yīng)力、71、容器沿壁厚的分布線性或均勻等方面的應(yīng)力分類、彎曲應(yīng)力Pb、與整體薄膜應(yīng)力不同的典型范例：平面頭圓在不連續(xù)區(qū)域中心處的內(nèi)部壓力下產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，表示在內(nèi)壓或其他機械載荷

13、作用下，沿壁厚線性分布的應(yīng)力。72、學(xué)習(xí)交流PPT、容器中的應(yīng)力分類、局部薄膜應(yīng)力PL、“局部”和“全部”根據(jù)子午線方向的作用區(qū)域進行分割，由內(nèi)部壓力或其他機械載荷在結(jié)構(gòu)非連續(xù)區(qū)域中產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力(一次)和離散效果產(chǎn)生的薄膜應(yīng)力(兩次)聚合在一起73，學(xué)習(xí)AC PPT，容器的應(yīng)力分類，二次應(yīng)力q，二次應(yīng)力不是直接來自外部載荷，而是發(fā)生在變形調(diào)整中，在約束部分發(fā)生局部屈服或小塑料變形時進行調(diào)整，產(chǎn)生此類應(yīng)力的原因(變形差異)滿足松弛，不再發(fā)展，自動限制在特定范圍內(nèi)，這是相鄰部件的約束或結(jié)構(gòu)自約束典型示例：整個不連續(xù)部分的彎曲應(yīng)力；圓柱殼軸向溫度梯度產(chǎn)生的熱應(yīng)力；徑向溫差引起的熱應(yīng)力的等效線性分量

14、；厚壁圓筒的壓力導(dǎo)致的應(yīng)力梯度。74，學(xué)習(xí)AC PPT，容器的應(yīng)力分類，峰值應(yīng)力f，由于局部結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性和局部熱應(yīng)力的影響，疊加在第一次應(yīng)力之上的應(yīng)力增加，具有高局部性。局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)性示例：結(jié)構(gòu)的小半徑過渡圓角；未部分焊接的咬邊；裂了。局部熱應(yīng)力是局部熱膨脹差幾乎完全受限的熱應(yīng)力，因此不能引起結(jié)構(gòu)的顯著變形，例如小熱點中的熱應(yīng)力。表面層厚度方向的熱應(yīng)力；厚壁圓筒半徑溫差引起的熱應(yīng)力的非線性分量，75，學(xué)習(xí)交換PPT，容器的應(yīng)力分類，典型案例，76，學(xué)習(xí)交換PPT，3.3.3角應(yīng)力處理，1。利用局部特性進行局部處理。變更邊緣結(jié)構(gòu)、加強邊緣部分、滾筒縱向焊接交錯焊接、焊接和邊緣偏離、焊接后熱處理等。77，學(xué)習(xí)通信PPT，區(qū)域壓力減少措施，78，學(xué)習(xí)通信PPT，是，7