外压法兰的计算.ppt

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。 第一节 概述 第一节 概述 第一节 概述 第一节 概述 第一节 概述 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 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，仅与圆筒厚与直径的比值有关。 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。 一、受均布侧向外压的长圆筒的临界压力 基本概念： 长圆筒临界压力： 短圆筒临界压力： 一、受均布侧向外压的长圆筒的临界压力 基本概念： 圆筒处于临界状态时的应力 一、受均布侧向外压的长圆筒的临界压力 (一)圆环的挠度曲线微分方程 一、受均布侧向外压的长圆筒的临界压力 (二)圆环的临界压力 一、受均布侧向外压的长圆筒的临界压力 (三)长圆筒的临界压力公式 二、受均布侧向外压短圆筒的临界压力 (一)未加强圆筒的临界压力 (二)临界长度 (三)带加强圈的圆筒 二、受均布侧向外压短圆筒的临界压力 式中C为修正系数，与Ri/t的比值有关，见下图曲线： 一般工程上Ri/t500，取Ri/t=500，C 三、轴向受压圆筒的临界应力 四、非弹性失稳的工程计算 对于弹性失稳，临界压力与材料强度无关， 对于非弹性失稳，临界压力与材料的强度性有关 第三节 外压圆筒的设计计算 一、解析法 二、图算法 第三节 外压圆筒的设计计算 一、解析法 基本原则： 对于长圆筒：LLcr ， 对于短圆筒：L?Lcr, 第三节 外压圆筒的设计计算 一、解析法:计算步骤 1、假设壁厚tn，计算筒体长度L，t=tn-C; 2、计算Lcr, ，判断L是否大于Lcr； 对于长圆筒：LLcr， 对于短圆筒： L?Lcr， 3、比较P和[P]，若P ? [P]且较接近，则假设的tn符合要求； 4、计算 ，工程上 第三节 外压圆筒的设计计算 一、图算法的原理 取两个参数A、B 第三节 外压圆筒的设计计算 二、图算法的计算步骤 1、假设壁厚tn，计算筒体长度L，t=tn-C; 2、计算L/Do、Do/t，查A，若L/Do 50，用L/Do＝50查A； 3、由A值向上引垂线，查B值，若交不到，则说明圆筒已发生弹性失稳，B值按下式计算 计算 4、比较P和[P]，若P ? [P]且较接近，则假设的tn符合要求 一、图算法的 基本原理 二、图算法的基本步骤 (1)假设tn，令t=tn-C,计算出 (2)在纵坐标上找到 ，由此点水平移动与线相交 (3)由此点垂直下移在横坐标上读得系数A (4)在另一张图的横坐标上找出系数A， 若A在设计温度的材料线右方，则垂直移 动与材料温度线相交，再水平右移，在图的右方纵坐标上得到B并按下式计算许可设计外压 若A值在材料温度线左方，按下式计算 三、加强圈的设计计算 一、加强圈作用 对于短圆筒： 由此可见，增加壁厚或减小圆筒的计算长度都可以提高圆筒的许用外压，通过在筒体上设置加强圈，可以有效地减小筒体的计算长度。 当外压一定时，通过设置加强圈也可以达到减少筒体壁厚的目的。 三、加强圈的设计计算 二、加强圈尺寸