承受内压的回转壳JB4732

1、JB4732-1995南京工业大学承受内压的回转壳 团队成员：团队成员： 王学明王学明 王兴文王兴文 陈明濠陈明濠 梁家勇梁家勇 主讲人：王学明主讲人：王学明高端设备创新团队高端设备创新团队JB4732-1995南京工业大学 所谓回转壳体，指壳体中间面是由直线或平面曲线绕其回转轴线旋转一周而形成的壳体。 JB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学主要内容范围与符号说明圆筒球壳锥壳成形封头锥壳大端与圆筒的连接锥壳小端与圆筒的连接变径段JB4732-1995南京工业大学范围与符号说明cmicpKSFDp225 . 00)4 . 0)(1(

2、)4 . 0(25. 05 . 0200mcKSpimccmicKSpRKSppKSRpemc 使用范围 承受内压的回转壳体厚度 当回转壳是圆筒时：当回转壳是圆筒时： 当回转壳是球壳时当回转壳是球壳时 JB4732-1995南京工业大学 符号说明Di 回转壳的内直径，mm Dis锥小端与圆筒连接处，锥壳小端的内直径，mm F 壳壁上所考虑点的经向薄膜力，由除内压以外 的一次载荷所产生；N/mm圆周长度。若此力不 均匀，如由风或地震力矩载荷所产生的，则应 采用壳体所需最大厚度的载荷(拉伸载荷为正值) 注注:由重力载荷、偏心载荷、风或地震载荷引起的经向薄膜由重力载荷、偏心载荷、风或地震载荷引起的经

3、向薄膜力力,按按 JB/4710的有关规定计算。的有关规定计算。JB4732-1995南京工业大学 Hi 封头曲面深度，mm K 载荷组合系数(见表3-3 ) pc 计算压力，按表3-1确定，MPa Ri 球壳或碟形封头球冠部分的内半径，mm r 碟形封头过渡区的内半径，mm rs 锥壳小端过渡区的内半径，mm Sm设计应力强度(其值见第6章)， MPa 锥壳半顶角，() 回转壳的计算厚度，mmr锥壳大端或小端连接处的计算厚度，mmJB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学圆筒JB4732-1995南京工业大学 仅受内压作用 )4 .

4、 0(2mccmicKSppKSDp)4 . 0)(1(2mcKSpiKSpDemce为自然对数的底，e=2.71828.7-17-2JB4732-1995南京工业大学 内压与经向薄膜力F同时作用 当F为正值，且超过0.25pcDi时 当F为负值时，应按8.6校核圆筒的轴向稳定 cmicp2KS2FD0.5p7-3JB4732-1995南京工业大学第一强度理论最大主应力理论第二强度理论最大变形理论（未用）第三强度理论最大剪应力理论第四强度理论能量理论（适用塑性材料） 适用于脆性材料当tPD21I 适用于塑性材料当02-31IIItPD t 32P-21213232221IV.D当强度理论及其相

5、应的强度条件JB4732-1995南京工业大学0422,t4PD321tPDtPDtPD 圆筒： 主应力： JB4732-1995南京工业大学强度设计公式；根据前面所讲的第三强度理论，有：将直径换为D=Di+t,其中壁厚t= ；将压力换为计算压力Pc；考虑其载荷组合系数K，将 改为KSm，则有： 02-31IIItPD当 mcKSP.2DiJB4732-1995南京工业大学 故壁厚为内压与经向薄膜应力F同时作用： 还是按照第三强度理论，可以推导出壁厚： cmicpKSD.p2-F3JB4732-1995南京工业大学球壳JB4732-1995南京工业大学 仅受内压作用 当pc0.4KSm时 当p

6、c0.4KSm时cmicpKSRp25.05.0) 1(2emcKSpiR7-47-5cmicpKSRp25.05.07-4JB4732-1995南京工业大学 仅受内压和径向薄膜力F作用 当F为正值时 当F为负值时，应校核球壳稳定性，若不存在双轴 向压缩时，则按8.6校核球壳稳定cmicpKSFRp25. 05 . 07-6JB4732-1995南京工业大学 球壳：对于球壳的主应力为：利用上述的推导方式：4tPD21JB4732-1995南京工业大学 内压与经向薄膜应力F同时作用： 还是按照第三强度理论，可以推导出壁厚：-F3JB4732-1995南京工业大学锥壳JB4732-1995南京工业

7、大学锥壳的计算厚度，应根据载荷情况确定。 仅受内压时)4 . 0(5 . 0mccmiccKSppKSRp)4 . 0)(1(mcKSpicKSpRemc7-77-8JB4732-1995南京工业大学 内压与径向薄膜力F同时作用 当F0且F0.5pcRic时 当F为负值时，按8.6校核锥壳稳定cmiccpKSFRp5 . 05 . 07-9JB4732-1995南京工业大学 锥壳： 由锥壳体的应力分析可知，受均匀内压的锥形壳体的最大应力在大端。tPD2maxJB4732-1995南京工业大学 同样可以推导出壁厚 内压与经向薄膜应力F同时作用： 还是按照第三强度理论，可以推导出壁厚：-F3JB4

8、732-1995南京工业大学封头 封头半球形封头碟形封头冠形封头椭圆形封头JB4732-1995南京工业大学椭圆封头椭圆封头球形封头球形封头JB4732-1995南京工业大学球冠形封头球冠形封头JB4732-1995南京工业大学 半球形封头计算厚度 半球形封头的计算厚度可以按照7.4设 计计算。 封头与圆筒的连接，当厚度不一样 时，过渡连接形式采用附录H。注意1注意2cmicpKSRp25.05.07-4JB4732-1995南京工业大学 碟形封头计算厚度推值。不允许采用曲线外的外值，线范围内的可以采用内插值法在曲确定。时，按图且ici1708. 0p002. 0DrKSRm当 当pc/KSm

9、0.08时，用下式求取:当当/R/Ri i0.002时，封头的设计须按附录时，封头的设计须按附录A、附录、附录B进行。必要时尚应校核其稳定性。进行。必要时尚应校核其稳定性。7-10JB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学碟形封头厚度设计时应注意：与封头切线处相接的圆筒段，从封头切线量起应有一段不小于的距离，其间之厚度不小于封头的计算厚度。向较薄圆筒的过渡连接应在此段距离以外。封头设计尚应满足: a)球冠部分的内半径不大于封头内直径; b)封头过渡区内半径应不小于封头内直径的6%，且不得小于3倍的名义厚度。JB4732-1995南京工业大学标准椭圆形封头(长短轴之比为

10、2:1)的计算厚度，按图7-1中参数为r/Di=0.17的曲线确定长短轴比不等于2的椭圆形封头的设计应作为相当的碟形封头或按附录A、附录B分析确定。与封头切线处相接的圆筒段、以及向较薄圆筒的过渡连接等，均与7.6.2的有关要求相同椭圆形封头厚度设计JB4732-1995南京工业大学球冠形端封头 球冠封头可做端封头，也可做两端独立受压室的中间封头如7-2所示。JB4732-1995南京工业大学 封头的计算厚度:7-11JB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学球冠形中间封头当不能保证在任何情况下封头两侧的压力都同时作用时则应分别按下列两种情况计算封头厚度，取其较大值：a

11、)只考虑封头凹面受压，计算厚度按式(7-11 )确定，Q值由图7-4查取;b)只考虑封头凸面侧受压，计算厚度按式(7- I 1 )确定，Q值由图7-5查取。此外，还不应小于按8.4.4确定的有效厚度。JB4732-1995南京工业大学球冠形中间封头当能够保证在任何情况下封头两侧的压力同时作用时，可以按封头两侧的压力差进行设计;当封头一侧为正压，另一侧为负压时，则必须按封头两侧的压力差进行设计:，a)当压力差的作用使封头凹面侧受压时，封头计算厚度按式(7-11 )确定，Q值由图7-4查取;b)当压力差的作用使封头凸面侧受压时，封头计算厚度按式(7-11 )确定，Q值由图7-5查取。此外还不应小于

12、按8.4.4确定的有效厚度。JB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学与封头连接的圆筒在任何情况下，与球冠形封头连接的圆筒厚度应不小于封头厚度。否则，应在封头与圆筒间设置加强段过渡连接。圆筒加强段的厚度r应与封头等厚;端封头一侧或中间封头两侧的加强段长度均应不小于，如图7-2所示对于碟形和椭圆形封头，内压以外的载荷影响应按附录A、附录B及附录K确定。JB4732-1995南京工业大学 对于封头的锥形或球形部分，组合载荷的影响可按7.3, 7.4及7.5中的方法处理与封头连接的圆筒JB4732-1995南京工业大学锥壳大端与圆筒的连接本

13、条规定适用于仅受内压，具有同一回转轴且采用对接焊缝的锥壳大端与圆筒的连接，焊缝接合处与另一接合处或总体结构不连续处的距离应不小于ri5 . 05 . 2DJB4732-1995南京工业大学 凡半顶角 者，查图7-6，若 比值与值得交点位于曲线左上方，连接处圆筒和锥壳的厚度分别按7.3与7.5计算。 ， 比值与值得交点位于图7-6曲线右下方时，在连接处邻近的锥壳和圆筒必须予以整体补强，补强体的厚度按下式计算：127p-2pcmicrKSDQ30mcKSp30mcKSp其中Q值以 比值及半顶角值查图7-7确定mcKSpJB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学JB4732

14、-1995南京工业大学且规定： a：任何情况下， 值不得小于按7.5 计算的厚度。 b：连接处的圆筒段，应增加厚度的长度范围不小于 。 c：连接处的锥壳段，应增加厚度的长度范围不小于 。rri5 . 02D2cos2riDJB4732-1995南京工业大学锥壳小端与圆筒的连接 本条规定适用于仅受内压、具有同一回转轴两元件且采用对接焊缝的锥壳小端与圆筒的连接，焊缝接合处与另一接合处或总体结构不连续处的距离应不小于risD5 . 05 . 2JB4732-1995南京工业大学 凡半顶角45者，查图7-8，若pc/KSm比值与值的交点位于曲线左上方，连接处圆筒和锥壳的厚度分别按7.3与7.5计算。J

15、B4732-1995南京工业大学 45，pc/KSm比值与值的交点位于图7-8右下方时，连接处的锥壳和圆筒必须予以整体补强，补强的厚度按下式计算cmiscrpKSDQp2其中Q值以pc/KSm比值及半顶角值查图7-9确定7-13JB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学JB4732-1995南京工业大学且规定： ：任何情况下，r值不得小于距离连接 点 处的按7.5计算的锥壳厚度 ：连接处的圆筒段，应增加厚度的长度范围不小 于 ：连接处的锥壳段，增加厚度的长度范围不小于cosrisDrisDcosrisDJB4732-1995南京工业大学 锥壳小端与圆筒连接处的过渡连接 当半顶角4560的范围内，小端连接处必须采用折边过渡连接(见图7-10 )。过渡区的转角半径为rs0.05Dis，且不小于锥壳过渡区厚度的3倍。JB4732-1995南京工业大学 小端过渡区的厚度，按式(7-13)计算，但其中的Q值由图7-11查取。同时尚应满足下列要求:JB4732-1995南京工业大学：任何情况下，过渡区的厚度应r应不小于过渡 区相接点的距离为 处的锥壳按7.5计算的锥壳厚度：与过渡区相接的圆筒段，厚度应与过渡区厚度r相同，此增加厚度的长度范围应不小于 ：与过渡区相接的锥壳段厚度，应与过渡区厚度r相同，此锥壳段的长度应不小于cosrisDrisDcosrisDJB4