1、第一節(jié) 容器殼體的應(yīng)力分析 第二節(jié) 圓平板中的應(yīng)力 第三節(jié) 內(nèi)壓薄壁容器設(shè)計計算 第四節(jié) 法蘭,第二章 中低壓容器設(shè)計,容器殼體的應(yīng)力分析 概 述,壓力容器分析方法 1、解析法（數(shù)值法）：以彈性和塑性力學與板殼理論為基礎(chǔ)的精確數(shù)學解。 2、極值法（有限單元法） 3、實驗應(yīng)力分析法（電測法和光彈性法）,容器殼體的應(yīng)力分析 概 述,1.定義：以兩個曲面為界，曲面之間的距離遠比其他方向小得多的物體。 殼體的厚度：兩個曲面之間的距離。 殼體的中面：平分殼體厚度的曲面。,容器殼體的應(yīng)力分析 薄壁殼體結(jié)構(gòu)及分類,2.分類：,（1）根據(jù)中面的形狀,球殼 圓柱殼 圓錐殼 橢圓殼,薄殼：（t/R）max0.1

2、厚殼：反之,（2）根據(jù)殼體厚度t與中面曲率半徑之比：,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（一）引言 1、軸對稱問題：幾何形狀對稱于回轉(zhuǎn)軸且任一橫截面上受對稱載荷作用。 2、無力矩理論和有力矩理論： 殼體內(nèi)力：薄膜內(nèi)力（N、N），由于中面拉伸和剪切變形產(chǎn)生的。 彎曲內(nèi)力：（Q、M、M），由于中面彎曲、扭曲變形而產(chǎn)生的。 無力矩理論：只考慮薄膜內(nèi)力。 有力矩理論：考慮上述全部內(nèi)力。,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（二）回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性 母線：回轉(zhuǎn)殼的中面是回轉(zhuǎn)曲面，它是由一根平面曲線繞一根在曲線平面內(nèi)的定軸旋轉(zhuǎn)而成，這根曲線稱為母線。如OA。,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無

3、力矩理論,（二）回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性 經(jīng)線平面：通過回轉(zhuǎn)軸的平面。 經(jīng)線：經(jīng)線平面與中面的交線。 平行圓：垂直于回轉(zhuǎn)軸的平面與中面的交線形成的圓。該圓的半徑稱為平行圓半徑，用r表示。,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（二）回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性 第一曲率半徑R1：經(jīng)線OA上任意點a的曲率半徑。 第二曲率半徑R2：過a與經(jīng)線垂直的平面切割中面形成一曲線BaB，此曲線在a點的曲率半徑成為第二曲率半徑，用R2表示，它等于沿a點法線n反向至旋轉(zhuǎn)軸相交的距離O2a。,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（二）回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性 r= R2sin （2-1a） dr=R1dcos （2-1b）,

4、容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（三）殼體微元及內(nèi)力分量 在上述回轉(zhuǎn)殼中面上，用兩根相鄰的經(jīng)線ab和cd以及兩個相鄰的平行圓ac和bd截取殼體微元abcd。 該微元的經(jīng)線弧長為： dl1=R1d 該微元的平行圓弧長為： dl2=rd 微元面積： dA=R1drd,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,1.微元殼體上的內(nèi)力分量： N徑向薄膜內(nèi)力（N/mm） （作用在單位長度平行圓上的拉力與壓力，沿徑向切線） N周向薄膜內(nèi)力（N/mm）（作用在單位長度經(jīng)線上的拉伸或壓縮力方向，沿平行圓切線）,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,2.坐標軸 X軸在a點與經(jīng)線相切 Y軸在a點與平行

5、圓相切 Z軸與中面垂直，沿a點法線指向旋轉(zhuǎn),容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,3.內(nèi)力分量,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,如圖可知各內(nèi)力分量在x、z軸上的投影值分別為：,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,上兩式即為回轉(zhuǎn)薄殼無力矩理論軸對稱問題 的兩個基本方程式。,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（2-6）,上對于頂部封頂?shù)幕剞D(zhuǎn)殼體，變換（2-4）為：,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（四）、計算薄膜應(yīng)力的一般步驟： （1）確定計算點的第一和第二主曲率半徑。 （2）求出計算點的法向表面分布載荷。 （3）列出

6、微元平衡方程式（2-4），求出周向和徑向應(yīng)力（這些均為未知內(nèi)力）。 （4）在計算點截面處截取一部分為隔離體，畫出受力圖，包括全部外力和未知內(nèi)力，建立平衡方程式（2-8），然后與（3）聯(lián)立解出兩者應(yīng)力。,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（五）薄壁容器的薄膜應(yīng)力,以上兩式為計算薄膜容器殼體中薄膜應(yīng)力的計算公式。,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（五）薄壁容器的薄膜應(yīng)力,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（五）薄壁容器的薄膜應(yīng)力,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（五）薄壁容器的薄膜應(yīng)力,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（五）薄壁容器的薄膜應(yīng)力,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（五）薄壁容器的薄膜應(yīng)力,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（五）薄壁容器的薄膜應(yīng)力,容器殼體的應(yīng)力分析 回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論,（五）薄壁容器的薄膜應(yīng)力,容器