化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)薄壁容器設(shè)計(jì)ppt課件

1、回轉(zhuǎn)殼體回轉(zhuǎn)殼體殼體的中間面是由直線或平面曲線繞其同平面內(nèi)殼體的中間面是由直線或平面曲線繞其同平面內(nèi)的固定軸線旋轉(zhuǎn)一周構(gòu)成的殼體的固定軸線旋轉(zhuǎn)一周構(gòu)成的殼體平面曲線外形不同，所得到的回轉(zhuǎn)殼體外形便不平面曲線外形不同，所得到的回轉(zhuǎn)殼體外形便不同同一、回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性一、回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性圓柱殼圓柱殼球球 殼殼圓錐殼圓錐殼普通回轉(zhuǎn)殼普通回轉(zhuǎn)殼一、回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性一、回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性l軸對(duì)稱軸對(duì)稱l殼體的幾何外形、約束條件和所受的外力都對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸殼體的幾何外形、約束條件和所受的外力都對(duì)稱于回轉(zhuǎn)軸l化工容器就其整體而言，通常都屬于軸對(duì)稱問題化工容器就其整體而言，通常都屬于軸對(duì)稱問題l中間面中間

2、面l與殼體內(nèi)外外表等間隔的曲面與殼體內(nèi)外外表等間隔的曲面l內(nèi)外外表的法向間隔即為殼體的壁厚內(nèi)外外表的法向間隔即為殼體的壁厚l對(duì)于薄殼，可以用中間面來表示殼體的幾何特性對(duì)于薄殼，可以用中間面來表示殼體的幾何特性一、回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性一、回轉(zhuǎn)殼體的幾何特性1.1.壓力容器的構(gòu)造特點(diǎn)及分類壓力容器的構(gòu)造特點(diǎn)及分類 分類分類; ;如球殼如球殼, ,橢圓殼橢圓殼, ,錐殼錐殼, ,柱錐組合殼體等柱錐組合殼體等構(gòu)造特點(diǎn)構(gòu)造特點(diǎn)焊接構(gòu)件焊接構(gòu)件回轉(zhuǎn)薄殼回轉(zhuǎn)薄殼特點(diǎn)特點(diǎn)2.2.回轉(zhuǎn)殼體的幾何特點(diǎn)及分類回轉(zhuǎn)殼體的幾何特點(diǎn)及分類 分類分類其它方向的尺寸其它方向的尺寸 兩曲面為界兩曲面為界薄殼薄殼/D00.1/D0

3、0.1厚殼厚殼/D0/D00.10.13.3.回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素 回轉(zhuǎn)薄殼回轉(zhuǎn)薄殼: :由一條平面曲線或直線繞同平面內(nèi)的由一條平面曲線或直線繞同平面內(nèi)的軸線回轉(zhuǎn)軸線回轉(zhuǎn)360360而構(gòu)成的薄殼而構(gòu)成的薄殼 母線：構(gòu)成中面的平面曲線或直線母線：構(gòu)成中面的平面曲線或直線 經(jīng)線平面：經(jīng)過回轉(zhuǎn)軸的平面經(jīng)線平面：經(jīng)過回轉(zhuǎn)軸的平面 經(jīng)線：經(jīng)線平面與中面的交線。經(jīng)線：經(jīng)線平面與中面的交線。經(jīng)線3.3.回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素3.3.回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素 緯線緯線: :過過M M點(diǎn)作圓錐面與點(diǎn)作圓錐面與殼體中間面正交，所得殼體中間面正交，所得的交線是一個(gè)圓的交線是

4、一個(gè)圓3.3.回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素平行圓平行圓: :過過M M點(diǎn)作垂直于回轉(zhuǎn)軸的平點(diǎn)作垂直于回轉(zhuǎn)軸的平面與中間面相交構(gòu)成的交線也是一面與中間面相交構(gòu)成的交線也是一個(gè)圓個(gè)圓錐截面:用與殼體正交的圓錐截面截取殼體，得到殼體的厚度橫截面:用垂直于軸線的平面截取殼體，得不到殼體的真實(shí)厚度3.3.回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素法線法線: :過中面上的點(diǎn)過中面上的點(diǎn), ,且垂直中面的直線為該點(diǎn)且垂直中面的直線為該點(diǎn)的法線的法線. .法線平面法線平面: :經(jīng)過法線與回轉(zhuǎn)軸相交的平面。位置經(jīng)過法線與回轉(zhuǎn)軸相交的平面。位置; ;由由角確定角確定. .平行圓：垂直軸線的平面與中面平行圓：垂直

5、軸線的平面與中面的交線的交線3.3.回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素回轉(zhuǎn)薄殼的幾何要素l第一曲率半徑第一曲率半徑R1R1：中間面上任一點(diǎn)：中間面上任一點(diǎn)M M處經(jīng)線的曲處經(jīng)線的曲率半徑率半徑l曲率中心必在過曲率中心必在過M M點(diǎn)的法線上點(diǎn)的法線上 11RMK322221dyd ydxdx4.4.回轉(zhuǎn)殼體的曲率半徑回轉(zhuǎn)殼體的曲率半徑l第二曲率半徑第二曲率半徑R2 R2 ：經(jīng)過經(jīng)線上：經(jīng)過經(jīng)線上一點(diǎn)一點(diǎn)M M的法線作垂直于經(jīng)線的平的法線作垂直于經(jīng)線的平面，其與中間面相交得平面曲線面，其與中間面相交得平面曲線CMCM，CMCM的曲率半徑。的曲率半徑。l第二曲率半徑的中心在第二曲率半徑的中心在MNMN上，且上，且在

6、回轉(zhuǎn)軸上在回轉(zhuǎn)軸上22RMK4.4.回轉(zhuǎn)殼體的曲率半徑回轉(zhuǎn)殼體的曲率半徑l平行圓半徑平行圓半徑r rl平行圓圓心在回轉(zhuǎn)軸上平行圓圓心在回轉(zhuǎn)軸上3rMK2sinR4.4.回轉(zhuǎn)殼體的曲率半徑回轉(zhuǎn)殼體的曲率半徑l經(jīng)線和緯線均發(fā)生伸長變形經(jīng)線和緯線均發(fā)生伸長變形l經(jīng)線方向產(chǎn)生經(jīng)向應(yīng)力經(jīng)線方向產(chǎn)生經(jīng)向應(yīng)力l緯線方向產(chǎn)生周向應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力緯線方向產(chǎn)生周向應(yīng)力環(huán)向應(yīng)力l經(jīng)向應(yīng)力作用在錐截面上經(jīng)向應(yīng)力作用在錐截面上l環(huán)向應(yīng)力作用在經(jīng)線平面與殼體相截構(gòu)成的縱向截面上環(huán)向應(yīng)力作用在經(jīng)線平面與殼體相截構(gòu)成的縱向截面上l由于對(duì)稱性，在同一緯線上各點(diǎn)經(jīng)線應(yīng)力均相等，周向應(yīng)由于對(duì)稱性，在同一緯線上各點(diǎn)經(jīng)線應(yīng)力均相等，周向應(yīng)

7、力也相等力也相等二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式回轉(zhuǎn)殼體受軸對(duì)稱的內(nèi)壓力回轉(zhuǎn)殼體受軸對(duì)稱的內(nèi)壓力p p1. 1. 經(jīng)向應(yīng)力計(jì)算公式經(jīng)向應(yīng)力計(jì)算公式區(qū)域平衡方程式區(qū)域平衡方程式作用在錐截面上的經(jīng)向應(yīng)力在軸線方向的合力作用在錐截面上的經(jīng)向應(yīng)力在軸線方向的合力2sinmNr二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式作用在分別體上的外力內(nèi)壓在軸線方向的作用在分別體上的外力內(nèi)壓在軸線方向的合力合力 2cosdQpr dlcosdrdl2dQprdr02mrQprdr02mrQp rdr2mpr二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式Q Q力的大小只取

8、決于截面處的橫截面面積與氣力的大小只取決于截面處的橫截面面積與氣體壓強(qiáng)體壓強(qiáng)p p，而與截取殼體承壓的內(nèi)外表外形與，而與截取殼體承壓的內(nèi)外表外形與尺寸無關(guān)尺寸無關(guān)2 sinmprNQ22sinmmrpr 22pR二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式區(qū)域平衡方程式區(qū)域平衡方程式留意：適用于接受氣體介質(zhì)壓力的殼體留意：適用于接受氣體介質(zhì)壓力的殼體2. 2. 周向應(yīng)力計(jì)算公式周向應(yīng)力計(jì)算公式微體平衡方程式微體平衡方程式用三對(duì)截面從殼體上切出一微體作為分別體用三對(duì)截面從殼體上切出一微體作為分別體殼體的內(nèi)外外表殼體的內(nèi)外外表相鄰的經(jīng)線平面相鄰的經(jīng)線平面相鄰的與殼體正交的錐截面相鄰的與

9、殼體正交的錐截面二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式bcbc和和adad上作用有經(jīng)向應(yīng)力上作用有經(jīng)向應(yīng)力abab和和cdcd上作用有周向應(yīng)力上作用有周向應(yīng)力內(nèi)外表作用有內(nèi)壓力內(nèi)外表作用有內(nèi)壓力p p外外表不受力外外表不受力由于所取微體足夠小，以為應(yīng)由于所取微體足夠小，以為應(yīng)力在截面上分布均勻力在截面上分布均勻可由區(qū)域平衡方程求得可由區(qū)域平衡方程求得二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式在微體在微體abcdabcd面積上內(nèi)壓力面積上內(nèi)壓力p p所產(chǎn)生的合力在法線所產(chǎn)生的合力在法線n n上的投影上的投影12nPpdl dl二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)

10、力實(shí)際的應(yīng)力方程式在在bcbc、cdcd截面上經(jīng)向應(yīng)力截面上經(jīng)向應(yīng)力的合力在法線的合力在法線n n上上的投影的投影22sin2ndNdl sin22dd112dlR121ndl dlNR 二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式在在bcbc、cdcd截面上經(jīng)向應(yīng)力截面上經(jīng)向應(yīng)力的合力在法線的合力在法線n n上上的投影的投影12sin2ndNdl 122ndldlNR sin22dd222dlR二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式微體平衡方程式微體平衡方程式 拉普拉斯方程式拉普拉斯方程式0nnnPNN121212120dl dldl dlpdl dlRR 12

11、pRR二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式只需回轉(zhuǎn)殼體任一點(diǎn)的R1、R2以及殼體壁厚為知，那么該點(diǎn)由介質(zhì)內(nèi)壓力p產(chǎn)生分經(jīng)向應(yīng)力和周向應(yīng)力就可求出兩個(gè)應(yīng)力方程式的導(dǎo)出都以應(yīng)力沿壁厚均勻分布為前提，而這種情況只需在殼壁較薄以及離兩個(gè)不同外形的殼體聯(lián)接區(qū)稍遠(yuǎn)處才是正確的2122pRpRR薄膜應(yīng)力實(shí)際根本方程式薄膜應(yīng)力實(shí)際根本方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式二、薄膜應(yīng)力實(shí)際的應(yīng)力方程式回轉(zhuǎn)殼體殼壁厚度無突變；曲率半徑是延續(xù)變化的；資料的物理性能是一樣的載荷在殼體曲面上的分布是軸對(duì)稱和延續(xù)的，沒有忽然變化 三、薄膜應(yīng)力實(shí)際的運(yùn)用條件殼體幾何外形及載荷分布的對(duì)稱性和延續(xù)性求圖示殼體a

12、點(diǎn)的主曲率半徑.RDRsin22解：由圖知a點(diǎn)的R1 , R2 R1=R例題1求圖示殼體的主曲率半徑解; R1= R2=xtg=r/cos例題2.rrDRrRsin221解;a-a段球殼的主曲率半徑 例題例題3 3R1=R2=RcA-b段環(huán)狀殼體(過渡段)的主曲率半徑.B-c段圓筒殼體的主曲率半徑221DRR求圖示殼體的主曲率半徑求圖示殼體的主曲率半徑. .課堂作業(yè)課堂作業(yè)2, 21DRR2, 21DRR求:錐殼上各點(diǎn)的主曲率半徑解:A點(diǎn)的主曲率半徑B點(diǎn)的主曲率半徑 圓筒上的B點(diǎn); 過渡段的B點(diǎn);2R, 21DrRC點(diǎn)的主曲率半徑; 過渡段的C點(diǎn); 錐殼上的C點(diǎn);cos2sin2R , 21c

13、cDrrDrRcos2R , 21cDR 1.經(jīng)線應(yīng)力 sinrR P;-P 2PR 2RP-sinr2Pr212- sin22k2z22zkz2k0其中或即krzrdrrPFk一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力2.周向應(yīng)力1221212 PRR R RRPRz或故接受內(nèi)壓的典型殼體的應(yīng)力可以用此式代入R1 ,R2可以求出殼體的薄膜應(yīng)力,一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力球殼體的薄膜應(yīng)力R1=R2=R , -Pz=P2PR;2 2即PRPR一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力薄壁圓筒的薄膜應(yīng)力 R1= , R2=R , -Pz=P PRRRPRPR122222一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力圓錐殼體的

14、薄膜應(yīng)力圓錐殼體的薄膜應(yīng)力R1= , R2=xtg ,-Pz=Pcos 22cos2 22122rPRRrPPxtgPR一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力2 cospRcospR，不宜過大，普通不宜過大，普通4545rr，錐底應(yīng)力最大，錐頂應(yīng)力最小，錐底應(yīng)力最大，錐頂應(yīng)力最小22一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力例題例題21 222RDRr21 222RPDR圖示為帶封頭的錐形封頭。試求出B點(diǎn)的薄膜應(yīng)力。解：圓筒殼體上的B點(diǎn) 過渡段上的B點(diǎn)12 R , R2D 2 24PRPD12Rr , R 2D224PRPD橢球殼封頭的薄膜應(yīng)力橢球殼封頭的構(gòu)成：由1/4橢圓曲線繞一固定軸旋轉(zhuǎn)一周而成32422

15、2222yaby yaxbxaabxy 即 xaaby12222byax橢圓曲線的經(jīng)線方程一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力bbaxaRbabax1212224242322242321 ayyR橢球殼的曲率半徑：橢球殼的薄膜應(yīng)力22244122122242222baxaaRRbbaxaPPR一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力橢球殼的應(yīng)力分布特點(diǎn)橢球殼的應(yīng)力分布特點(diǎn)a.橢球殼上各點(diǎn)的應(yīng)力不等22122 RPaRb2212221 2 22baPaRRPaPRx=a , y=0 ,R1=b2/a , R2=a x=0, y=b ,R1=R2=a2/b 頂點(diǎn)的應(yīng)力：赤道處的應(yīng)力2222 PRPab一、接受

16、氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力b.橢球殼應(yīng)力與a/b有關(guān)如;當(dāng)a/b=1時(shí),為球殼. 那么 ;2Pa當(dāng)a/b1時(shí)殼體中的應(yīng)力值隨a/b的變化而變化一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力焊接的圓筒壓力容器，其縱向軸向焊縫焊接的圓筒壓力容器，其縱向軸向焊縫的強(qiáng)度應(yīng)高于橫向周向焊縫的強(qiáng)度的強(qiáng)度應(yīng)高于橫向周向焊縫的強(qiáng)度開設(shè)橢圓形人孔時(shí)，應(yīng)將短軸放在軸線方向，開設(shè)橢圓形人孔時(shí)，應(yīng)將短軸放在軸線方向，以盡量減小縱截面強(qiáng)度減弱程度以盡量減小縱截面強(qiáng)度減弱程度殼壁應(yīng)力大小與殼壁應(yīng)力大小與/R/R成反比成反比/R/R的大小的大小表達(dá)著圓筒承壓才干的高低表達(dá)著圓筒承壓才干的高低運(yùn)用運(yùn)用4. 4

17、. 橢圓形殼體橢圓形殼體 知：知：p p、a a、b b、，求：，求：、3/2211yRy3/242224axaba b4222axabb4222()2pax abb442224222()22()paaxabbaxab2sinxR一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力橢球殼中的橢球殼中的、是坐標(biāo)是坐標(biāo)x,yx,y的函數(shù)的函數(shù)橢球殼上應(yīng)力是延續(xù)變化的橢球殼上應(yīng)力是延續(xù)變化的橢球殼中應(yīng)力的大小及分布與橢球殼中應(yīng)力的大小及分布與a/ba/b有關(guān)有關(guān)a/b=1a/b=1，橢球殼即為球殼，應(yīng)力分布均勻，橢球殼即為球殼，應(yīng)力分布均勻a/ba/b，受力情況變差，受力情況變差一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力一、接受

18、氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力橢球殼中的橢球殼中的、不相等不相等總為正值總為正值 總為拉應(yīng)力總為拉應(yīng)力 x=0 max x=0 max x=a min x=a minbapa2max2minpa一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力與與a a、b b及及a/ba/b有關(guān)有關(guān)0 x2ba02ba02ba0ax 0一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力橢圓形封頭橢圓形封頭 鋼板沖壓成型鋼板沖壓成型 a/b a/b 淺淺 易制造易制造 a/b a/b 深深 制造難制造難 規(guī)范橢圓封頭規(guī)范橢圓封頭 a/b=2 a/b=2 最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力在數(shù)值上相等，等于筒最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力在數(shù)值上相等，等于筒體上周向應(yīng)力體

19、上周向應(yīng)力封頭與筒體等強(qiáng)度封頭與筒體等強(qiáng)度一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力例：求受氣體介質(zhì)壓力作用的碟形封頭上的應(yīng)力。介質(zhì)壓力例：求受氣體介質(zhì)壓力作用的碟形封頭上的應(yīng)力。介質(zhì)壓力為為p p，壁厚為，壁厚為，其他尺寸如圖。，其他尺寸如圖。一、接受氣體內(nèi)壓力殼體的薄膜應(yīng)力區(qū)域平衡方程不再適用區(qū)域平衡方程不再適用液體密度大，應(yīng)思索其靜壓力作用液體密度大，應(yīng)思索其靜壓力作用隨距液面高度變化，靜壓力大小變化隨距液面高度變化，靜壓力大小變化支承方式對(duì)應(yīng)力分布有影響支承方式對(duì)應(yīng)力分布有影響二、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體1. 1. 底部支承的圓筒描畫器底部支承的圓筒描畫器2)(400Dgzp

20、Dp二、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體2. 2. 上部支承的圓筒描畫器上部支承的圓筒描畫器 2)(4)(00DgzpDghp二、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體例：如下圖的三個(gè)容器，它們的中徑例：如下圖的三個(gè)容器，它們的中徑D D、壁厚、壁厚和高度和高度H H均相等。均相等。容器內(nèi)充溢密度為容器內(nèi)充溢密度為的液體。三個(gè)殼體均經(jīng)過懸掛式支座支撐的液體。三個(gè)殼體均經(jīng)過懸掛式支座支撐在立柱上，試問：在立柱上，試問：AABB二、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體 三個(gè)容器的底板所遭到的液體總壓力能否一樣？三個(gè)容器的底板所遭到的液體總壓力能否一樣？ 一樣一樣AABB二

21、、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體 三個(gè)容器所遭到的支撐反力能否一樣不計(jì)容器自重？為什三個(gè)容器所遭到的支撐反力能否一樣不計(jì)容器自重？為什么？么？ 不同不同AABB二、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體 三個(gè)容器的三個(gè)容器的A-AA-A截面上的截面上的能否一樣？為什么？寫出能否一樣？為什么？寫出計(jì)計(jì)算式。算式。 相等相等AABB4gHD二、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體 三個(gè)容器的三個(gè)容器的B-BB-B截面上的截面上的能否一樣？為什么？寫出能否一樣？為什么？寫出計(jì)計(jì)算式。算式。 不等不等AABB023gR26gR二、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體

22、 假設(shè)三個(gè)容器均直接置于地面上，那么三個(gè)容器的假設(shè)三個(gè)容器均直接置于地面上，那么三個(gè)容器的A-AA-A截面上截面上的的能否相等？為什么？能否相等？為什么？ 不等不等AABB二、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體 三個(gè)容器筒體上各對(duì)應(yīng)點(diǎn)處按同一高度思索的三個(gè)容器筒體上各對(duì)應(yīng)點(diǎn)處按同一高度思索的能否相能否相等？寫出等？寫出計(jì)算式。計(jì)算式。 相等相等 AABB2ghD二、接受液體靜壓力的殼體二、接受液體靜壓力的殼體l聯(lián)接邊緣：殼體相鄰部分的聯(lián)接邊境，通常指聯(lián)接處的聯(lián)接邊緣：殼體相鄰部分的聯(lián)接邊境，通常指聯(lián)接處的平行圓平行圓l遠(yuǎn)離聯(lián)接邊緣的殼體縱截面上存在著由環(huán)向彎矩引起的遠(yuǎn)離聯(lián)接邊緣的殼體

23、縱截面上存在著由環(huán)向彎矩引起的環(huán)向彎曲應(yīng)力環(huán)向彎曲應(yīng)力l在聯(lián)接邊緣區(qū)域的橫截面上存在著由經(jīng)向彎矩引起的經(jīng)在聯(lián)接邊緣區(qū)域的橫截面上存在著由經(jīng)向彎矩引起的經(jīng)向彎曲應(yīng)力向彎曲應(yīng)力8-3 邊緣應(yīng)力及其特點(diǎn)邊緣應(yīng)力及其特點(diǎn)遠(yuǎn)離聯(lián)接邊緣的殼體縱截面上存在著由環(huán)向彎矩引起的環(huán)向遠(yuǎn)離聯(lián)接邊緣的殼體縱截面上存在著由環(huán)向彎矩引起的環(huán)向彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力一、邊緣應(yīng)力的產(chǎn)生一、邊緣應(yīng)力的產(chǎn)生內(nèi)壓力不但在圓筒筒壁的縱向截面上引起周向拉應(yīng)力內(nèi)壓力不但在圓筒筒壁的縱向截面上引起周向拉應(yīng)力，而，而且還會(huì)引起周向彎曲應(yīng)力且還會(huì)引起周向彎曲應(yīng)力kk K K可以忽略不計(jì)可以忽略不計(jì)薄膜應(yīng)力實(shí)際在遠(yuǎn)離聯(lián)接邊緣區(qū)時(shí)，有相當(dāng)高的準(zhǔn)確性薄膜

24、應(yīng)力實(shí)際在遠(yuǎn)離聯(lián)接邊緣區(qū)時(shí)，有相當(dāng)高的準(zhǔn)確性0.467Kp/pR0.467KRl在聯(lián)接邊緣區(qū)域的橫截面上存在著由經(jīng)向彎矩引起的經(jīng)在聯(lián)接邊緣區(qū)域的橫截面上存在著由經(jīng)向彎矩引起的經(jīng)向彎曲應(yīng)力向彎曲應(yīng)力在聯(lián)接邊緣及其附近的殼體橫截面內(nèi)，除作用有經(jīng)線拉應(yīng)力在聯(lián)接邊緣及其附近的殼體橫截面內(nèi)，除作用有經(jīng)線拉應(yīng)力，還存在經(jīng)向彎曲應(yīng)力，還存在經(jīng)向彎曲應(yīng)力MM筒體與平板封頭聯(lián)接邊緣筒體與平板封頭聯(lián)接邊緣 M M不能忽略不能忽略聯(lián)接邊緣處的應(yīng)力求解運(yùn)用有力矩實(shí)際聯(lián)接邊緣處的應(yīng)力求解運(yùn)用有力矩實(shí)際有力矩實(shí)際解出彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力疊加有力矩實(shí)際解出彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力疊加1.54MpR2pR3.08M1.54Ml在殼體

25、聯(lián)接的邊境上存在附加的邊緣力和邊緣力矩，并由此在在殼體聯(lián)接的邊境上存在附加的邊緣力和邊緣力矩，并由此在邊緣區(qū)域產(chǎn)生相應(yīng)的彎矩和剪力邊緣區(qū)域產(chǎn)生相應(yīng)的彎矩和剪力l正是在邊緣力的作用下，使得本來單純?cè)诒∧?yīng)力作用下出現(xiàn)正是在邊緣力的作用下，使得本來單純?cè)诒∧?yīng)力作用下出現(xiàn)的邊境分別不能夠發(fā)生，而是彼此協(xié)調(diào)，保證了邊緣聯(lián)接的延的邊境分別不能夠發(fā)生，而是彼此協(xié)調(diào)，保證了邊緣聯(lián)接的延續(xù)性續(xù)性l由于聯(lián)接邊緣區(qū)的變形遭到約束而出現(xiàn)的邊緣力系，將在聯(lián)接由于聯(lián)接邊緣區(qū)的變形遭到約束而出現(xiàn)的邊緣力系，將在聯(lián)接邊緣區(qū)的殼壁內(nèi)引起復(fù)雜的內(nèi)力和相當(dāng)大的應(yīng)力邊緣區(qū)的殼壁內(nèi)引起復(fù)雜的內(nèi)力和相當(dāng)大的應(yīng)力邊緣應(yīng)力邊緣應(yīng)力邊境應(yīng)

26、力邊境應(yīng)力l聯(lián)接邊緣鄰接的兩部分殼體變形不同而又相互約束聯(lián)接邊緣鄰接的兩部分殼體變形不同而又相互約束產(chǎn)生邊緣應(yīng)力的條件產(chǎn)生邊緣應(yīng)力的條件l邊緣應(yīng)力的存在總是以變形遭到某種限制為前提邊緣應(yīng)力的存在總是以變形遭到某種限制為前提l哪里有限制，哪里就有邊緣應(yīng)力哪里有限制，哪里就有邊緣應(yīng)力l限制越大，邊緣應(yīng)力越大限制越大，邊緣應(yīng)力越大l產(chǎn)生邊緣應(yīng)力的假設(shè)干情況產(chǎn)生邊緣應(yīng)力的假設(shè)干情況筒體與封頭的聯(lián)接，呵斥經(jīng)向的忽然轉(zhuǎn)機(jī)，幾何外形不筒體與封頭的聯(lián)接，呵斥經(jīng)向的忽然轉(zhuǎn)機(jī)，幾何外形不延續(xù)，或封頭本身經(jīng)線曲率有突變例如碟形封頭延續(xù)，或封頭本身經(jīng)線曲率有突變例如碟形封頭圓筒上裝有法蘭、加強(qiáng)圈、管板等剛性較大的元件圓筒上裝有法蘭、加強(qiáng)圈、管板等剛性較大的元件不同厚度、不同資料的筒節(jié)相聯(lián)接不同厚度、不同資料的筒節(jié)相聯(lián)接殼體上相鄰部分所受的壓力