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在内压效果下。在封头的过度段发生的环向应力为紧缩应力,并跟着长半轴/短半轴比值的增大而加重,会导致封头环(周)向失稳,故椭圆封头规划中,除非已思考内压的失稳疑问,均应有最小有用厚度的规定。
在GB150的封头规划中规定:K≤1的椭圆封头的有用厚度,应不小于封头内径的0.15%;K>1的椭圆封头的有用厚度,应不小于封头内径的0.30%
其间K为椭圆封头的的形状系数,
其值列于表7-1。
表7-1系数K值
椭圆形封头核算厚度按下式:
上式中:对规范椭圆封头(Di/2hi=2,0),K=1
7.2.2受内压椭圆封头的应力散布状况
设椭圆封头的长半轴为a,即2a=D,短半轴为b,即曲面高hi=b,令k=a/b
如规范椭圆封头k=a/b=2,P为内压力,δ为核算厚度。
椭圆封头的经向应力公式:
经推导,经向应力σ1的公式是:
…………①
式中:x是长轴上的点的坐标,由中点为0,至x=a,其应力改变状况是:
当x=0时,
如k=2,则(在椭圆基地)
当x=a时,
(在与圆筒交接处)
经向应力在封头受内压时均发生拉应力,并且由封头的边际至基地,应力增大一倍。
内压下椭圆封头的周向(环向应力)σ2:经推导,核算环向应力σ2的公式是:
------②
x=0(在椭圆基地)
当k=2(即规范椭圆封头),
x=a(在与圆筒交接处),k=2时,
此紧缩应力会影响封头的有些安稳。
在x=0~x=a的过程中,会呈现σ2=0的状况,经推导得;
处,即x=0.816a处,σ2=0
椭圆封头内压下的环向应力,从基地到边际,逐渐由正到零,随后到达负和最大值。
7.2.3受外压(凸面受压)的椭圆封头
凸面受压的规范椭圆封头的厚度核算,选用球体受外压的核算方法,假如封头的外直径是Do,则选用的当量球体的外半径Ro,Ro=0.90Do进行核算;其它椭圆封头,Ro=K1Do,K1与Do/2ho有关(ho=hi+δn,hi是封头曲面深度),其联系见下表:
Do/2ho
注:中心值用内插法求得。
求到当量球外半径Ro后,按受外压球壳核算过程核算。
7.3碟形封头
7.3.1受内压的碟形封头与椭圆封头相同存在边际安稳疑问,故应思考最小有用厚度。最小有用厚度与碟形封头形状系数M有关,当M≤1.34时,封头有用厚度δe≥0.15%Di;M>1.3时,δe≥0.3%Di。
受内压碟形封头的核算壁厚δ按下式核算:
--------------------------------③
式中:Ri为碟形封头的球面有些的内半径;
,
r为碟形封头过渡段转角内半径。
M值与Ri/r的联系见下表:
如令则
由于故
在封头规范JB/T4746中,M=KC
DHA型Ri=1.0Dir=0.15DiKc=1.395DHB型Ri=1.0Dir=0.1DiKc=1.54可见碟形封头的核算厚度为规范椭圆形封头核算厚度的1.395~1.54倍。
7.3.2受外压碟形封头的核算
令Ro为碟形封头的球面有些的外半径,Ro=Ri+δn,并按第6章外压球体进行核算。
7.4球冠形封头
需求与球冠形封头衔接的圆筒厚度不得小于封头的厚度δ;衔接处两边加强的最短长度L应为,封头和筒体衔接的焊缝应为T形全焊透的构造的焊缝。加固是为防止应力会集损坏。
7.4.1受內压(凹面受压)
Q—系数,Q-是封头厚度相对于筒体厚度的倍数。Q的巨细与Ri/Di及Pc/,Ri为球冠形封头球面有些内半径,Q值可查GB150的图7-57.4.2受外压(凸面受压)
按球冠受内压公式和第6章外压核算方法进行核算后取大者。
7.4.3两边受压