【摘要】:如图7-19所示的环形壳体,壳体的半径为r,环壳中心线的半径为R,壁厚为S。当环形壳体受内压力p作用后,产生环向应力σ1和经向应力σ2。经向应力σ1可用区域平衡方程式求解,现取两个母线分别为om、on的同轴旋转锥面截割壳体,如图7-19所示。图7-19 环形壳体的应力内力与介质压力的轴向平衡条件为Sσ12πρsinθ=pπ整理上式得由于ρ=R+rsinθ,则由式可知,环向应力σ1与有关,也与θ角有关。
如图7-19所示的环形壳体,壳体的半径为r,环壳中心线的半径为R,壁厚为S。当环形壳体受内压力p作用后,产生环向应力σ1和经向应力σ2(均为膜应力)。由于环形壳体是回转壳体,所以可以用薄膜理论求解其应力。
经向应力σ1可用区域平衡方程式求解,现取两个母线分别为om、on的同轴旋转锥面截割壳体,如图7-19所示。
图7-19 环形壳体的应力
内力与介质压力的轴向平衡条件为
Sσ12πρsinθ=pπ(ρ2-R2)
整理上式得
由于ρ=R+rsinθ,则
由式(7-58)可知,环向应力σ1与有关,也与θ角有关。
经向应力σ2可由微体平衡方程式确定,即
或
m点的第一曲率半径和第二曲率半径分别为
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将R1、R2代入上式得
从式(7-59)可知,经向应力σ2与θ角及R均无关,而且它恒小于σ1,即危险应力是σ1。再分析式(7-58),以确定其最大应力的数值及位置,现取
得
显然极值在B点和D点,下面确定4个特殊点的应力,即
这里D点的应力最大。若用壳体的直径d代替半径r,则壁厚的计算公式为
式中 p——设计压力(N/m2);
d——环形壳体直径(m);
R——环形壳体的弯曲半径(m);
[σ]t——材料的许用应力,按压力容器设计规定选取(N/m2);
C——壁厚附加量(m)。
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