PPT《第四章 外压容器设计》

第四章 外压容器设计 YULIN UNIVERSITY

第四章 外压容器设计

第一节 概述

第二节 外压薄壁圆筒的稳定性计算

第三节 外压圆筒的设计计算

第四节 外压封头和法兰设计

第一节 概述

一、外压容器的失效形式 外压容器的失效形式有两种:发生压缩屈服破坏;

当外压达到一定的数值时,壳体的径向挠度随压缩应力的增加急剧增大,直至容器压扁,这种现象称为外压容器的失稳或屈曲.

第一节 概述

二、临界压力外压容器发生失稳时的相应压力称为临界压力 .薄壁圆筒受侧向均布外力作用,一旦达到临界压力时,沿周向将形成几个波. 外压圆筒的失稳形态

第一节 概述 临界压力 临界压力除与圆筒材料的E、μ有关外,主要和圆筒长度与直径之比值、壁厚与直径的比值有关. 早期对外压圆筒的分析是按照理想圆柱壳线性小挠度理论进行的,但失稳实验表明该分析结果不正确,根本原因壳体失稳本质上是几何非线性问题,所以失稳分析应按非线性大挠度来考虑.

第一节 概述 临界压力表述与许用设计外压的确定 [p] ? Pcr/m [P]-许用设计外压,MPa Pcr-临界压力,MPa m-稳定系数, 我国钢制压力容器标准取m=3

第一节 概述 外压容器的设计参数

1、设计压力和液压试验压力设计压力P设:? 正常工作过程中可能产生的最大内外压差 真空容器:有安全装置,取(1.25?Pmax,0.1MPa)中的 较小值;

无有安全装置,取0.1MPa 夹套容器:内部真空,真空容器设计压力+夹套设计压力 考虑容器可能出现的最大压差的危险工况.如 内筒泄漏、夹套液压试验等工况…

第一节 概述

1、设计压力和液压试验压力试验压力PT:不带夹套的外压容器,按内压试验;

带夹套外压容器,夹套试验压力按外压容器,但必须校核内筒的稳定性;

真空容器以内压作压力试验;

外压容器的设计参数

2、外压筒体计算长度L:指筒体上两个刚性构件如封头、法兰、加强圈之间的最大距离.对于凸形端盖:L=圆筒长+封头直边段+ 端盖深度对于法兰:L=两法兰面之间的距离对于加强圈:L=加强圈中心线之间的距离

第一节 概述 外压容器的设计参数

3、外压容器的设计计算 " 设计规定"稳定性系数m=3,此时要求圆筒的不圆度 e ? 0.5%Dg,且e ? 25mm.

第一节 概述

第二节 外压薄壁圆筒的稳定性计算

一、受均布侧向外压的长圆筒的临界压力

二、受均布侧向外压短圆筒的临界压力

三、轴向受压圆筒的临界应力

第二节 外压薄壁圆筒的稳定性计算

一、受均布侧向外压的长圆筒的临界压力 基本概念:长圆筒与短圆筒 当圆筒的长度与直径之比较大时,其中间部分将不受两端封头或加强圈的支持作用,弹性失稳时形成n=2的波数,这种圆筒称为长圆筒,长圆筒的临界压力与长度无关,仅与圆筒厚度与直径的比值有关. 长圆筒临界压力:当圆筒的长度与直径之比较小,失稳波数大于2时,称为短圆筒. 短圆筒临界压力: Do为圆筒外径

(一) 圆环的临界载荷当圆筒的长度与直径之比较大时,其中间部分将不受两端封头或加强圈的支持作用,弹性失稳时横截面形成n=2的波数,这种圆筒称为长圆筒. 长圆筒的临界压力与长度无关,仅与圆筒壁厚与直径的比值有关

第二节 外压薄壁圆筒的稳定性计算