第八章 压力容器介与薄膜应力.ppt

Qingdao University of Science and Technology 第一章刚体的受力分析及其平衡规律 第一节 回转壳体中的薄膜应力 一、容器壳体的几何特点 1、容器：设备的外壳。 2、容器的几何特点 ⑴ 回转曲面： 以任何直线或平面 曲线为母线，绕 其同平面内的轴 线旋转一周所形 成的曲面。 ⑵ 回转壳体的几何特点 ① 纵截面： 用过C点和回转轴的平面截开壳体得到的截面称为纵截面。 ② 锥截面： 用过C点并与回转壳体内表面正交的倒锥面截开壳体得到的截面称为锥截面。 ③ 横截面： 用垂直于回转轴的平面截开壳体得到的截面称为横截面。 ⑵ 回转壳体的几何特点 二、回转壳体上的拉伸应力 环向薄膜应力、经向薄膜应力 回转薄壳上的环向应力 ㈠ 薄膜应力理论在圆柱壳体上的应用 ㈢、薄膜应力理论在椭圆壳体上的应用 ㈣、薄膜应力理论在锥形壳体上的应用 第二节 圆形平板承受均布载荷时的弯曲应力 一、平板变形与内力分析 1、环向弯曲应力 2、径向弯曲应力 3、环向和径向弯曲应力的分布规律及最大值 第三节 边界区内的二次应力 一、边界应力产生的原因 二、影响边界应力大小的因素 * * 第七章 压力容器中的薄膜应力、弯曲应力和二次应力 图1-1 常减压精馏装置 图1-2 汽油稳定塔与电精制工艺 Qingdao University of Science and Technology 图1-3 具有成型顶盖的立式圆筒形储罐 图1-4 具有成型顶盖的卧式圆筒形储罐 图1-5 球形容器群 图1-6 催化汽油稳定塔的再沸器 ， ， 1、环向薄膜应力： ２、经向薄膜应力： 　　　其中Ｄ为壳体中径。 两点结论： ⑴　环向应力是经向（轴向）应力的２倍。 ⑵　筒体壁厚与直径的比值决定应力水平的高低，而不是壁厚的绝对值。 ， ㈡、球壳上的薄膜应力 对于球壳，没有轴向和环向之分。 直径与内压相同，球壳内应力仅是圆筒形壳体环向应力的一半，即球形壳体的厚度仅需圆筒容器厚度的一半。 当容器容积相同时，球表面积最小，故大型贮罐制成球形较为经济。 标准椭圆封头的薄膜应力 化工常用标准椭圆形封头，a/b=2，故有： ⑴ 在椭圆封头的顶点处： ⑵ 在赤道处： 其薄膜应力的分布特点为： 顶点应力最大，经向应力与环向应力是相等的拉应力。 顶点的经向应力比边缘处的经向应力大一倍； 顶点处的环向应力和边缘处相等但符号相反。 应力值连续变化。 锥形壳体锥截面上的薄膜应力 锥形壳体环向应力是经向应力两倍， 随半锥角a的增大而增大； 半锥角要选择合适，不宜太大。 在锥形壳体大端r=R时，应力最大，在锥顶处， 应力为零。因此，一般在锥顶开孔。 周边简支、承受均布载荷的圆平板，最大弯曲应力 出现在板的中心处，其值为： 对于化工用钢， 则： 周边固支、承受均布载荷的圆平板，最大弯曲应力 出现在板的四周，其值为： 上述公式中的“—”代表圆板上表面的应力， 带“＋”表示的是下表面的应力。 二、弯曲应力与薄膜应力的比较与结论 上面两个式可以统一为： 其中K为系数，对于周边简支圆平板： 对于周边固支圆平板： 为了与同直径，同厚度的圆柱形壳体所产生 的薄膜应力进行比较，将上式写成： 可见圆平板的应力是圆柱体的 倍， 此值非常大。