外压碟形封头和内压碟形封头
2023-12-08 发布
凸面受外压的碟形封头，其过渡区承受拉应力，而球冠部分是压应力,需避免发生失稳。封头厚度的确定，仍可应用球壳失稳的公式和图算法，其设计步骤与外压半球形封头相同，只是其中R为碟形封头球面部分外半径。
内压碟形封头壳体主要有三部分组成:球冠、过渡圆弧环和圆柱形壳直边,由于球冠部分与圆弧环连接处是两种不同的曲面连接,为不连续过渡，此点两侧的曲率半径突变,因此在内压作用下,该处产生很高的局部弯曲应力。此应力的大小与球冠半径R,和圆弧环折边半径r的比值有关。R,/r的比值越大，圆弧环的弯曲应力也就越大,以至于有可能因为圆弧环内表面的经向弯曲应力过大而产生环向裂纹,而在其外表面上因压缩应力过大产生失稳皱折;又由于球冠与圆弧环连接处的局部应力与圆弧环与圆柱壳直边连接处的局部应力在圆弧环壳上重叠,使圆弧环壳体的应力分布处于很复杂状态。为了尽可能地减少这些应力的影响,根据经验通常在结构上作出规定:碟形封头球冠部分的内半径R,不得大于封头的内径D, ,即R,≤D, ;过渡圆弧环半径r不得小于封头内径的10%和封头壁厚的3倍。同时,为了避免过渡圆弧环外表面因压缩应力过大引起失稳,要求封头的计算壁厚不小于封头内径0. 15% ~0. 30%。
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内压碟形封头壳体主要有三部分组成:球冠、过渡圆弧环和圆柱形壳直边,由于球冠部分与圆弧环连接处是两种不同的曲面连接,为不连续过渡，此点两侧的曲率半径突变,因此在内压作用下,该处产生很高的局部弯曲应力。此应力的大小与球冠半径R,和圆弧环折边半径r的比值有关。R,/r的比值越大，圆弧环的弯曲应力也就越大,以至于有可能因为圆弧环内表面的经向弯曲应力过大而产生环向裂纹,而在其外表面上因压缩应力过大产生失稳皱折;又由于球冠与圆弧环连接处的局部应力与圆弧环与圆柱壳直边连接处的局部应力在圆弧环壳上重叠,使圆弧环壳体的应力分布处于很复杂状态。为了尽可能地减少这些应力的影响,根据经验通常在结构上作出规定:碟形封头球冠部分的内半径R,不得大于封头的内径D, ,即R,≤D, ;过渡圆弧环半径r不得小于封头内径的10%和封头壁厚的3倍。同时,为了避免过渡圆弧环外表面因压缩应力过大引起失稳,要求封头的计算壁厚不小于封头内径0. 15% ~0. 30%。
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