较小半顶角内压锥壳厚度计算分析.pdf

第3期 ．5． 较小半顶角的内压锥壳厚度计算分析 杨福昌，胡丽萍 (海工英派尔工程有限公司，山东 青岛266061) [摘 要】在压力容器设计中，锥壳半顶角大多不超过3O。。本文从理论分析、公式推导和工程实例论证三方面入手，论证了 锥壳半顶角不超过3O。时折边过渡的必要性和计算折边锥壳厚度时的简易方法。 [关键词]压力容器；锥壳；半顶角；计算方法 前言 等决定。本文将对半顶角小于30。的锥壳大端和 锥壳在压力作用下的薄膜应力同圆筒相比， 小端锥壳厚度的设计进行讨论。 相 同点在于同有环向和轴向两个方向的应力分 1理论分析 】4]【[ 布，且环向应力为轴向应力的2倍。不同点在于圆 1．1无折边锥壳应力分析 筒两向应力大小沿环向、轴向不变，而锥壳两应 力沿轴向随直径的变化而变化，直 4 径越大应力水平越高。 1、、＼ 对于承载薄膜应力的锥壳， 其壁厚按当量圆筒计算。但当锥壳 与相邻圆筒连接部位，有与变形协 脯， 争nn 调引起的附加应力的作用时，壁厚 】}fff{{＼； 需另行考虑。附加应力的大小与锥 l／l； 壳半顶角大小直接相关。半顶角较 小时，锥壳与圆筒连接处变形协调 l靛； 产生的附加应力很小，不会影响锥 ＼ } 壳的计算厚度。但半顶角较大时， ／l 其边界力和 由此产生的附加应力会 图1锥壳变径段与圆筒壳的连接内力示意图 显著增加，并导致锥壳与圆筒连接部位的厚度增 加。该加厚的部分分别称为锥形封头加强段和圆 根据锥壳变径段与圆筒壳的连接 内力示意 筒加强段，并取等厚。此外加强段尚有大端加强 图，见图1所示，小端、大端锥壳与圆柱壳连接处 段和小端加强段之分。 的变形协调条件分别为： GB150—2011 《压力容器》规定：对于锥壳半 l=A 1=一 i 顶角超过30。的锥壳大端必须设置折边过渡段， 且要求折边过渡段转角半径不小于0．1倍的大端内 △。2=△ 2= 2 直径且不小于3倍过渡段厚度；对于锥壳半顶角超 利用JB4732．1995 钢《制压力容器一分析设计 过45。的锥壳小端必须设置折边过渡段，且要求 标准》 (以下简称JB4732)附录A．3的公式，可 折边过渡