壓力容器設(shè)計(jì)的力學(xué)基礎(chǔ)課件

壓力容器設(shè)計(jì)的力學(xué)基礎(chǔ)壓力容器設(shè)計(jì)要解決的基本問題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)---主要由工藝過程決定同時(shí)要兼顧機(jī)械性能的要求材料選擇----滿足工作條件（壓力、溫度、介質(zhì)）的要求并考慮經(jīng)濟(jì)性能強(qiáng)度計(jì)算---強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性強(qiáng)度條件承載結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力的計(jì)算所用材料許用應(yīng)力的確定剛度條件承載結(jié)構(gòu)最大位移的計(jì)算許用值的確定穩(wěn)定性條件承載結(jié)構(gòu)最大應(yīng)力的計(jì)算基本假設(shè)載荷－外力內(nèi)力－應(yīng)力－最大應(yīng)力基本假設(shè)1、連續(xù)性假設(shè)認(rèn)為物體的一切物理量，如應(yīng)力、應(yīng)變、位移等都是物體所占空間點(diǎn)的連續(xù)函數(shù)。基于這一假設(shè)我們就可以用數(shù)學(xué)工具來分析線彈性力學(xué)問題。2、均勻性假設(shè)認(rèn)為物體是由同一類型的均勻固體材料組成，其各部分的物理性質(zhì)是相同的?；谶@一假設(shè)我們就可以從研究體中取出任一單元來分析?；炯僭O(shè)3、各向同性假設(shè)

認(rèn)為物體在各方向具有相同的物理性質(zhì)，物體的彈性常數(shù)不隨坐標(biāo)方向的改變而變化。4、小變形假設(shè)

認(rèn)為物體在外力或其他外部作用的影響下，物體所產(chǎn)生的變形與其本身的幾何尺寸相比屬于高階小量，可以不考慮因變形而引起的尺寸變化。外力作用在物體上的外力分體力Fb和面力Fs兩種。體力是作用在物體微粒體積上的力，也稱為質(zhì)量力，如重力、慣性力、電磁力等。其定義式為：微小體積ΔV的體力矢量為ΔFb，體力矢量Fb的方向是ΔV內(nèi)的體力的極限方向；體力的單位為N/m3

面力是指作用于彈性體表面上的外力，例如流體壓力和接觸力等。其定義式為：氣體壓力，液柱靜壓力微小面積ΔS上的面力矢量為ΔFs，面力矢量Fs的方向是ΔS上的面力的極限方向；面力的單位為N/m2內(nèi)力與應(yīng)力內(nèi)力彈性體受外力作用時(shí)，其內(nèi)部因外力而引起的力，稱為內(nèi)力，該內(nèi)力總是試圖抵抗外力，并不外力相平衡。在彈性范圍內(nèi)，內(nèi)力隨外力增大而增大。對于桿件、簡單的板殼，內(nèi)力可由材料力學(xué)的截面法求得。NxYP基于材料力學(xué)截面法可以求解的問題拉壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)、內(nèi)壓薄壁圓筒、內(nèi)壓薄壁球殼內(nèi)力與應(yīng)力對于單軸拉伸彎曲剪切扭轉(zhuǎn)內(nèi)壓薄壁圓筒基于彈性力學(xué)的板殼理論可以解決的問題筒體球殼錐形封頭凸形封頭平板封頭-----圓平板理論厚壁圓筒邊緣應(yīng)力回轉(zhuǎn)殼體的無力矩理論－－薄膜應(yīng)力回轉(zhuǎn)殼體的有力矩理論不連續(xù)區(qū)－－總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)，局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)強(qiáng)度理論一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)強(qiáng)度理論一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)兩向應(yīng)力狀態(tài)三向應(yīng)力狀態(tài)強(qiáng)度理論VAS:sp3ANSYS:sintVAS:sp4ANSYS:seqv脆性斷裂選用第一、第二強(qiáng)度理論屈服失效選用第三、第四強(qiáng)度理論

各種強(qiáng)度理論的適用范圍及其應(yīng)用

1.在三向幾乎等拉的應(yīng)力狀態(tài)下(1230)，不論是塑性材料還是脆性材料均不會(huì)發(fā)生屈服破壞。宜用第一強(qiáng)度理論。2.在三向幾乎等壓的應(yīng)力狀態(tài)下(123，1<0)不論是塑性材料，還是脆性材料，都不可能發(fā)生脆性斷裂，只可能屈服失效。宜用第三、四強(qiáng)度理論，三向均壓，極難發(fā)生破壞。3.第一和第二強(qiáng)度理論，都是以脆斷為破壞標(biāo)志的強(qiáng)度理論。從表面上看，第二強(qiáng)度理論似乎比第一強(qiáng)度理論更完善，因?yàn)樗丝紤]了最大拉應(yīng)力1外，還把2和3也考慮進(jìn)去了，但對鑄鐵等材料的一些破壞試驗(yàn)表明，第一強(qiáng)度理論優(yōu)于第二強(qiáng)度理論特別是在兩向拉伸的情況下，第二強(qiáng)度理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差遠(yuǎn)。

4.第三和第四