大连理工大学过程机械与实验课件 压力容器应力分析.ppt

过程机械 2 压力容器应力分析 中低压（薄壁）：径比力学模型：旋转薄壳轴对称问题，弹性应力分析两类基本应力：薄膜应力和边缘应力 2.1.1 压力容器的薄膜应力 （1）经向薄膜内力  求取 的截面法 = 整体平衡体 + 整体平衡方程 （1）经向薄膜内力  整体平衡方程： 第一曲率半径 ，第二曲率半径 ，平行圆半径 求取薄膜内力的两个方程： 整体平衡方程： 单元平衡方程： 例1：承受均匀内压的圆柱形壳体 本节小结 2.1.2 压力容器的边缘应力 （2）边缘应力的产生及特点 边缘应力的特点1 局部性 本节小结边缘：几何、载荷、材料不连续处边缘处：边缘力（Q、M） 边缘应力 + 薄膜应力起因：薄膜变形不连续（位移、转角）特点：局部性、自限性 用一种思考的姿态读大学 * 压力容器应力分析 第二章 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ● 中低压容器（薄壁容器）● 高压容器（厚壁圆筒）● 平板封头（圆形薄板）● 局部应力（应力集中） 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1 中低压容器应力分析 旋转薄壳轴对称问题的无矩理论 旋转薄壳轴对称问题的有矩理论 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1 中低压容器应力分析 经向薄膜内力，环向薄膜内力 旋转薄壳单元体及其受力 整体平衡体： 暴露， 代替 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1.1 压力容器的薄膜应力 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 两个要点：截面使未知力暴露，且是唯一的未知量；“截去”的压力介质的作用，由垂直于截面的力代替 2.1.1 压力容器的薄膜应力 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1.1 压力容器的薄膜应力 （2）环向薄膜内力 环向薄膜内力 ：单元体 + 单元平衡方程 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 单元平衡方程： 2.1.1 压力容器的薄膜应力 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1.1 压力容器的薄膜应力 单元平衡方程： 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1.1 压力容器的薄膜应力 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1.1 压力容器的薄膜应力 承受均匀内压 时： 应用条件：只有内压，顶端封闭，为什么？ 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1.1 压力容器的薄膜应力 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1.1 压力容器的薄膜应力 例2：承受均匀内压的环壳 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1.1 压力容器的薄膜应力 例3：承受液体静压的圆柱形筒体 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2.1.1 压力容器的薄膜应力 例4：承受液体静压的圆锥形封头 基本概念：薄壁容器，薄膜理论，旋转薄壳，轴对称问题，无/有矩理论，第一/二曲率半径 经向应力：整体平衡方程 环向应力：单元平衡方程 承受均匀内压的球壳（容器或封头）的薄膜应力 承受均匀内压的圆柱壳（筒体）的薄膜应力 求解方法：材料力学的截面法，整体与单元平衡 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 起因 边缘处薄膜变形不连续求解 旋转薄壳有矩理论（复杂） （1）压力容器的薄膜变形 起因 薄膜内力 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF T