压力容器设计 外压圆筒的设计计算.ppt

第四章外压容器设计 第三节外压圆筒的设计计算 第三节外压圆筒的设计计算 外压圆筒设计 解析法 图算法 特点 反复试算 比较繁琐 图算法原理 标准规范采用 4 8 4 15 第三节外压圆筒的设计计算 为避开材料的弹性模量E 塑性状态为变量 采用应变表征失稳时的特征 不论长圆筒或短圆筒 失稳时周向应变 按单向应力时的虎克定律 为 将长 短圆筒的pcr公式分别代入应变式中 得 长圆筒 短圆筒 第三节外压圆筒的设计计算 令A cr 以A作为横坐标 L Do作为纵坐标 Do te作为参量绘成曲线 见图4 11 1 几何参数计算图 L Do Do te A关系曲线 与材料弹性模量E无关 对任何钢材的筒体都适用 第三节外压圆筒的设计计算 长圆筒 与纵坐标平行的直线簇 失稳时周向应变A与L Do无关 短圆筒 斜平行线簇 失稳时A与L Do Do te都有关 2 厚度计算图 不同材料 B A关系曲线 即 第三节外压圆筒的设计计算 由该式建立B与A的关系图 第三节外压圆筒的设计计算 工程设计方法 外压圆筒 Do te 薄壁圆筒 Do te 20 厚壁圆筒 Do te 20 第三节外压圆筒的设计计算 Do te 20薄壁筒体 稳定性校核 a 假设名义厚度tn 令te tn C 算出L Do和Do te b 以L Do Do te值由图4 11查取A值 遇中间插值 若L Do值大于50 则用L Do 50查图 若L Do值小于0 05 则用L Do 0 05查图 c 由材料选 厚度计算图 图4 12 图4 15 第三节外压圆筒的设计计算 B按 a 式计算许用外压 p 温度对应的曲线在图上没有时 插值 b A在材料线左方时 按 b 式计算许用外压 p 系数A 设计温度 根据 a 第三节外压圆筒的设计计算 图算法求解过程 第三节外压圆筒的设计计算 第三节外压圆筒的设计计算 1 真空容器有安全装置时 无安全装置时 p 0 1Mpa 2 带夹套的真空容器p取真空容器的设计压力加上夹套压力 3 其它外压容器 包括带夹套的外压容器 p应不小于容器正常工作过程中可能出现的最大内外压力差即 p po pi max 注意 最大内外压差的取值 四 设计参数的规定 设计压力 第三节外压圆筒的设计计算 四 设计参数的规定 压力试验 第三节外压圆筒的设计计算 不带夹套的外压容器和真空容器 试验压力 带夹套外压容器 夹套容器是由内筒和夹套组成的多腔压力容器 各腔的设计压力通常是不同的 应在图样上分别注明内筒和夹套的试验压力值 内筒试验压力 在确定了夹套试验压力后 还必须校核内筒在该试验压力下的稳定性 如不能满足外压稳定性要求 则在作夹套的液压试验时 必须同时在内筒保持一定的压力 以确保夹套试压时内筒的稳定性 夹套 按内压容器确定试验压力 第三节外压圆筒的设计计算 计算长度 第三节外压圆筒的设计计算 计算长度 筒体外部或内部两相邻刚性构件之间的最大距离 通常封头 法兰 加强圈等均可视为刚性构件 第三节外压圆筒的设计计算 第三节外压圆筒的设计计算 加强圈的设计计算 将长圆筒转化为短圆筒 可以有效地减小筒体厚度 提高筒体稳定性 目的 加强圈设计 加强圈的间距 截面尺寸 结构设计 第三节外压圆筒的设计计算 1 加强圈的间距 设置加强圈 必须使其属于短圆筒才有实际作用 加强圈数量增多 Lmax值减小 筒体厚度减薄 反之 筒体厚度须增加 第三节外压圆筒的设计计算 2 加强圈截面尺寸的确定 目的 增强筒壁截面的抗弯曲能力 方法思路 通过增加截面惯性矩J来提高筒壁截面的抗弯曲能力 满足Js大于并接近J 3 加强圈的结构设计 材料 多为碳素钢 筒体为贵重金属 在筒体外部设置碳素钢加强圈 节省贵重金属 第三节外压圆筒的设计计算 加强圈两侧的间断焊缝可错开或并排 但焊缝之间的最大间隙对外加强圈为8 n 对内加强圈12 n n为筒体的名义厚度 第三节外压圆筒的设计计算 加强圈的形式及连接结构 要求 3 加强圈的结构设计 续 加强圈应整圈围绕在筒体的圆周上 不许任意削弱或割断 设置在内部的加强圈 若