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环形壳体在弯管过程中的截面变化

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:当弯曲半径较小时,弯管不仅厚度发生变化,而且横截面也将变为椭圆,如图7-21所示。中径为d的直管经弯管,截面变成椭圆后,椭圆有长轴半径a与短轴半径b,当环形壳体受内压后,椭圆截面向圆截面变化,这里弯曲应力仍起主要作用,所以截面A可能变为危险截面。

环形壳体在弯管过程中的截面变化

当弯曲半径较小时,弯管不仅厚度发生变化,而且横截面也将变为椭圆,如图7-21所示。中径为d的直管经弯管,截面变成椭圆后,椭圆有长轴半径a与短轴半径b,当环形壳体受内压后,椭圆截面向圆截面变化,这里弯曲应力仍起主要作用,所以截面A可能变为危险截面。下面根据壁厚与曲率同时发生变化进行分析。

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图7-21 截面变成椭 圆的环形壳体

直管弯曲后,壁厚按式(7-61)计算,此时

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法向力引起的沿壁厚均布的拉应力按式(7-62)计算

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弯矩可借用式(7-42),有

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式中,978-7-111-39705-2-Chapter07-257.jpgf可由表7-2查取)。于是

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式中 la——变形前直管的单位长度978-7-111-39705-2-Chapter07-259.jpg;(www.xing528.com)

lb——环形壳体外缘的对应长度,978-7-111-39705-2-Chapter07-260.jpg

σAW——A点或C点处的弯曲应力

σBW——B点或D点处的弯曲应力;

C1C2——弯曲应力修正系数,由表7-4查取,它取决于978-7-111-39705-2-Chapter07-261.jpg,这里ρ为椭圆的曲率半径。

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综合应力为

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式中 [σm]——允许应力,建议取1.5[σ]t,[σ]t压力容器设计规定选取。

椭圆的长短轴尺寸ab和原直管中径d有一定关系。这里假定在用直管制作环形壳体的过程中,直管的平均周长πd与椭圆的周长4aEk)相等,即

4aEk)=πd (7-65)

式中 Ek)——椭圆形壳体的相关系数978-7-111-39705-2-Chapter07-264.jpg,可以直接由表7-1根据b/a查得。

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