壓力容器設計 外壓圓筒的設計計算ppt課件.ppt

1、第四章 外壓容器設計,1,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,外壓圓筒設計,解析法,圖算法,特點：反復試算，比較繁瑣。,2,圖算法原理：（標準規(guī)范采用）,（4-8）,（4-15）,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,為避開材料的彈性模量E（塑性狀態(tài)為變量），采用應變表征失穩(wěn)時的特征：,不論長圓筒或短圓筒，失穩(wěn)時周向應變（按單向應力時的虎克定律）為：,3,將長、短圓筒的 pcr公式分別代入應變式中，得,長圓筒,短圓筒,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,4,令A=cr，以A作為橫坐標，L/Do作為縱坐標， Do /te作為參量繪成曲線；見圖4-11,（1）幾何參數(shù)計算圖：L/Do-Do/te

2、-A關系曲線,與材料彈性模量E無關，對任何鋼材的筒體都適用。,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,長圓筒與縱坐標平行的直線簇，失穩(wěn)時 周向應變A與L/Do無關； 短圓筒斜平行線簇，失穩(wěn)時A與 L/Do、Do/te都有關。,5,（2）厚度計算圖（不同材料）：B-A關系曲線,即,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,6,由該式建立B與A的關系圖,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,7,工程設計方法,外壓圓筒 （Dote）,薄壁圓筒（Dote20）,厚壁圓筒（Dote20）,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,8,Do/te20薄壁筒體，穩(wěn)定性校核：,a. 假設名義厚度tn，令te=tn-C，算出L/Do和Do/te；,b. 以L/

3、Do、Do/te值由圖4-11查取A值（遇中間插值），若L/Do值大于50，則用L/Do=50查圖；若L/Do值小于0.05，則用L/Do=0.05查圖,c. 由材料選厚度計算圖（圖4-12圖4-15）,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,9,B 按(a)式計算許用外壓p,溫度對應的曲線在 圖上沒有時，插值,（b）,A在材料線左方時， ，按(b)式計算許用外壓p：,系 數(shù) A,設計溫度,根據(jù),(a),第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,10,圖算法求解過程,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,11,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,12,1、真空容器 有安全裝置時： 無安全裝置時：p=0.1Mpa,2、帶夾套的真空容器 p

4、取真空容器的設計壓力加上夾套壓力,3、其它外壓容器（包括帶夾套的外壓容器） p應不小于容器正常工作過程中可能出現(xiàn)的最大內(nèi)外壓力差 即：p(po-pi)max,注意：最大內(nèi)外壓差的取值,四、設計參數(shù) 的規(guī)定,設計壓力,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,13,四、設計參數(shù) 的規(guī)定,壓力試驗,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,不帶夾套的外壓容器和真空容器,試驗壓力,帶夾套外壓容器,夾套容器是由內(nèi)筒和夾套組成的多腔壓力容器，各腔的設計壓力通常是不同的，應在圖樣上分別注明內(nèi)筒和夾套的試驗壓力值。,內(nèi)筒試驗壓力,14,在確定了夾套試驗壓力后，還必須校核內(nèi)筒在該試驗壓力下的穩(wěn)定性。 如不能滿足外壓穩(wěn)定性要求，則在作夾套

5、的液壓試驗時，必須同時在內(nèi)筒保持一定的壓力，以確保夾套試壓時內(nèi)筒的穩(wěn)定性。,夾套：,按內(nèi)壓容器確定試驗壓力。,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,15,計算長度,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,計算長度：筒體外部或內(nèi)部兩相鄰剛性構件之間的最大距離，通常封頭、法蘭、加強圈等均可視為剛性構件。,16,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,17,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,18,加強圈的設計計算,將長圓筒轉化為短圓筒，可以有效地減小筒體厚度、提高筒體穩(wěn)定性。,目的,加強圈設計,加強圈的間距,截面尺寸,結構設計,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,19,1、加強圈的間距,設置加強圈，必須使其屬于短圓筒才有實際作用。,加強圈數(shù)量增多

6、，Lmax值減小，筒體厚度減薄；反之，筒體厚度須增加。,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,2、加強圈截面尺寸的確定,目 的：,增強筒壁截面的抗彎曲能力,方法思路：,通過增加截面慣性矩 J 來提高筒壁截面的抗彎曲能力，滿足 Js大于并接近J,20,3、加強圈的結構設計,材料：多為碳素鋼。 筒體為貴重金屬，在筒體外部設置碳素鋼加強圈， 節(jié)省貴重金屬。,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,21,加強圈兩側的間斷焊縫可錯開或并排，但焊縫之間的最大間隙對外加強圈為8n，對內(nèi)加強圈12n（n為筒體的名義厚度）。,第三節(jié) 外壓圓筒的設計計算,加強圈的形式及連接結構,22,要求：,3、加強圈的結構設計（續(xù)）,# 加強圈應整圈圍繞在筒體的圓周上，不許任意削弱或割斷。 # 設置在內(nèi)部的加強圈，若開設排液孔、排氣孔，削弱