《化工容器及設(shè)備》第4單元外壓容器

外壓容器第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性第二節(jié)外壓圓筒與外壓球殼的圖算法第三節(jié)外壓圓筒的加強圈計算第四節(jié)外壓封頭計算第五節(jié)軸向受壓圓筒第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性一、外壓容器的失穩(wěn)二、外壓薄壁圓筒臨界壓力計算三、臨界長度與計算長度

第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）——殼體外部壓力大于殼體內(nèi)部壓力的容器。外壓容器在石油、化工生產(chǎn)中，許多容器和設(shè)備要在外壓下操作。應用舉例（1）真空操作容器或貯槽、減壓精餾塔的外殼（2）用于加熱或冷卻的夾套容器的內(nèi)層殼體第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）

外壓容器薄膜應力計算方法與內(nèi)壓容器相同，唯一不同點是應力的方向相反（彈性失效準則），承受內(nèi)壓時，圓筒薄膜應力為拉應力，承受外壓時，圓筒薄膜應力為壓應力。剛度不足而發(fā)生失穩(wěn)破壞（討論重點）強度不足而發(fā)生壓縮屈服失效承受外壓殼體失效形式：第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）運輸中容器失穩(wěn)第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）一、外壓容器的失穩(wěn)失穩(wěn)現(xiàn)象定義:實質(zhì):從一種平衡狀態(tài)躍到另一種平衡狀態(tài);應力從壓應力變?yōu)閺潙?。承受外壓載荷的殼體，當外壓載荷增大到某一值時，殼體會突然失去原來的形狀，被壓扁或出現(xiàn)波紋，載荷卸去后，殼體不能恢復原狀，這種現(xiàn)象稱為外壓殼體的屈曲（buckling）或失穩(wěn)（instability）。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）波紋數(shù)n=2波紋數(shù)n=3波紋數(shù)n=5波紋數(shù)n=4具體表現(xiàn)——橫斷面由圓變?yōu)椴ɡ诵?，與殼體長度有關(guān)外壓失穩(wěn)的形狀：第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）軸向非對稱失穩(wěn)軸向?qū)ΨQ失穩(wěn)外壓對稱失穩(wěn)第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）

由于薄壁外壓容器的失穩(wěn)往往是在強度破壞前發(fā)生。因此外壓容器的主要失效形式是容器喪失穩(wěn)定性，保證外壓容器的穩(wěn)定性是外壓容器正常工作的必要條件。失穩(wěn)類型彈性失穩(wěn)彈塑性失穩(wěn)（非彈性失穩(wěn)）第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）彈性失穩(wěn)： 對于壁厚t與直徑D比很小的簿壁回轉(zhuǎn)殼，失穩(wěn)時，器壁的壓縮應力通常低于材料的比例極限，這種失穩(wěn)稱為彈性失穩(wěn)；非彈性失穩(wěn)（彈塑性失穩(wěn)）：當間轉(zhuǎn)殼體厚度增大時，殼壁中的壓縮應力，超過材料的屈服點才發(fā)生失穩(wěn)，這種失穩(wěn)稱為非彈性失穩(wěn)或彈塑性失穩(wěn)。非彈性失穩(wěn)的機理和理論分析遠較彈性失穩(wěn)復雜，工程上一般采用簡化計算方法。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）失效形式：一種是因強度不足，發(fā)生壓縮屈服失效；一種是因剛度個足，發(fā)生失穩(wěn)破壞。外部載荷形式：軸向載荷周向載荷綜合載荷第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)） 簿壁回轉(zhuǎn)殼體承受均勻外壓時，不僅在其周向均勻受壓，同時可能在軸向受到均勻壓縮載荷。理論分析表明這種軸向外壓對殼體失穩(wěn)影響不大。工程上主要討論受周向均勻外壓薄壁回轉(zhuǎn)殼體的彈性失穩(wěn)問題。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）臨界壓力pcr 殼體失穩(wěn)時所承受的相應壓力。研究表明，薄壁園柱殼受周向外壓，當外壓力達到一個臨界值時，開始產(chǎn)生徑向撓曲，并迅速增加。沿周向出現(xiàn)壓扁或幾個有規(guī)則的波紋。波紋數(shù)n：與臨界壓力相對應，較少的波紋數(shù)相應于較低的臨界壓力（對于給定外直徑和殼壁厚度的園柱殼）。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）影響波紋數(shù)n和臨界壓力pcr主要因素注意:外壓容器失穩(wěn)的根本原因是由于殼體剛度不足，并不是由于殼體存在橢圓度或材料不均勻所致。即橢圓度和材料不均勻?qū)κХ€(wěn)的性質(zhì)無影響，只影響使pcr↓。與圓柱殼端部約束形式、約束之間距離和圓柱殼上兩個剛性元件之間距離L有關(guān)；隨著殼體材料t彈性模量、泊松比的增大而增加；非彈性失穩(wěn)的臨界壓力，還與材料的屈服點有關(guān)。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）求、、理想圓柱殼小撓度理論線性平衡方程和撓曲微分方程；②失穩(wěn)時圓柱殼體的應力仍處于彈性范圍。①圓柱殼厚度t與半徑D相比是小量，位移w與厚度t相比是小量(,)假設(shè)理論目的第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）工程中，在采用小撓度理論分析基礎(chǔ)上，引進穩(wěn)定性安全系數(shù)m，限定外壓殼體安全運行的載荷。（1）殼體失穩(wěn)的本質(zhì)是幾何非線性的問題（2）經(jīng)歷成型、焊接、焊后熱處理的實際圓筒，存在各種初始缺陷，如幾何形狀偏差、材料性能不均勻等（3）受載不可能完全對稱小撓度線性分析會與實驗結(jié)果不吻合。該理論的局限第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）外壓圓筒的穩(wěn)定條件第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）穩(wěn)定系數(shù)（穩(wěn)定性安全系數(shù)）m：確定穩(wěn)定系數(shù)m，要全面考慮所用理論公式的精確程度，制造技術(shù)所能保證的質(zhì)量（如形狀公差），焊接結(jié)構(gòu)形式等因素。

如果所取m太小，會對制造要求過高；如果m太大則使設(shè)備笨重，造成浪費第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）我國GB150—1998《鋼制壓力容器》規(guī)定

取外壓圓筒的穩(wěn)定系數(shù)m=3。

在制造技術(shù)要求中則對外壓圓筒相應規(guī)定橢圓度＜0.5％D（D為圓筒的公稱直徑），且≤25mm。橢圓度為圓筒最大內(nèi)徑和最小內(nèi)徑之差與公稱直徑之比(Dmax-Dmin)／D。圓筒殼的初始橢圓度會降低圓筒殼的臨界壓力。如果橢圓度＞0.5％，就不能再用m＝3，初始橢圓度對外壓圓筒的臨界壓力的產(chǎn)生影響。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）二、外壓薄壁圓筒臨界壓力計算 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算是以小撓度理論為基礎(chǔ)，此理論有以下假設(shè)：第一，筒體壁厚與半徑相比是小量，位移與壁厚相比是小量。從而可得到用位移表示的線性平衡微分方程；第二、失穩(wěn)時簡體的應力仍處于彈性范圍。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）外壓圓筒分類：L/Do和Do/t較大時，其中間部分將不受兩端約束或剛性構(gòu)件的支承作用，殼體剛性較差，失穩(wěn)時呈現(xiàn)兩個波紋，n=2。L/Do和Do/t較小時，殼體兩端的約束或剛性構(gòu)件對圓柱殼的支持作用較為明顯，殼體剛性較大，失穩(wěn)時呈現(xiàn)兩個以上波紋，n＞2。L/Do和Do/t很小時，殼體的剛性很大，此時圓柱殼體的失效形式已經(jīng)不是失穩(wěn)，而是壓縮強度破壞。剛性圓筒短圓筒長圓筒第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）1.長圓筒的臨界壓力

由于長圓筒的殼體足夠長，故其失穩(wěn)不受筒端的約束作用，因此長圓筒的臨界壓力的計算方法與圓筒中離邊界較遠處切出的圓環(huán)的臨界壓力計算方法是相同的。在推導長圓筒臨界壓力的理論公式時，可從長圓筒中沿軸向切出寬度為1個單位的圓環(huán)建立撓曲線的微分方程式并求解，進而求得長圓筒的臨界壓力公式。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）長圓筒的臨界壓力計算公式：對于鋼質(zhì)圓筒（μ=0.3）：第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）臨界應力（臨界壓力在圓筒壁中引起的周向壓縮應力）：適用條件：（小于比例極限時適用）第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）2.短圓筒的臨界壓力適用條件：（小于比例極限時適用）臨界應力臨界壓力第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）3.剛性圓筒的臨界壓力 失效主要是強度破壞，強度校核公式與內(nèi)壓圓筒相同。其最大外壓力為：第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）形狀缺陷對圓筒穩(wěn)定性的影響圓筒形狀缺陷：不圓局部區(qū)域中的折皺、鼓脹、凹陷影響:內(nèi)壓下，有消除不圓度的趨勢外壓下，在缺陷處產(chǎn)生附加的彎曲應力圓筒中的壓縮應力增加臨界壓力降低

實際失穩(wěn)壓力與理論結(jié)果不能很好吻合；

工程應用對圓筒的初始不圓度嚴格限制。（1）長圓筒臨界壓力與圓筒的計算長度無關(guān)（2）長圓筒抗失穩(wěn)能力與E有關(guān)，而強度上的承壓能力與σS有關(guān)

用高強度鋼代替低強度鋼，只能提高圓筒的強度，而不能提高其抗失穩(wěn)能力（3）對于薄壁圓筒，使長圓筒失穩(wěn)的壓力（Pcr）遠遠小于使長圓筒屈服的壓力（PS），即失穩(wěn)破壞限于強度破壞。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）注意第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）其他回轉(zhuǎn)殼體的臨界壓力經(jīng)典公式：1.半球殼第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）2.碟形殼：同球殼計算，但R用碟形殼中央部分的外半徑RO代替同碟形殼計算，RO=K1DO鋼材：3.橢球殼：第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）注意：Le——錐殼的當量長度；DL——錐殼大端外直徑DS——錐殼小端外直徑Te——錐殼當量厚度錐殼上兩剛性元件所在處的直徑適用于：按平板計算，平板直徑取錐殼最大直徑4.錐殼第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）

塔受風載時，迎風側(cè)產(chǎn)生拉應力，而背風側(cè)產(chǎn)生壓縮應力，當壓縮應力達到臨界值時，塔就喪失穩(wěn)定性。受內(nèi)壓的標準橢圓形封頭，在赤道處為壓應力,可能失穩(wěn)。

除受外壓作用外，只要殼體在較大區(qū)域內(nèi)存在壓縮薄膜應力，也有可能產(chǎn)生失穩(wěn)。不僅受外壓的殼體可能失穩(wěn)，

受內(nèi)壓的殼體也可能失穩(wěn)。例如：

其它失穩(wěn)舉例：第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）三、臨界長度與計算長度 如何區(qū)別長圓筒和短圓筒。則需要有一個長度的界限。我們用臨界長度Lcr做為長、短圓筒的區(qū)別界限。若L＞Lcr屬于長圓筒；若L＜Lcr則屬于短圓筒。 外壓圓筒的計算長度L是指簡體上相鄰兩個剛性構(gòu)件之間的最大距離。端蓋、法蘭，加強圈都是剛性構(gòu)件。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）1.臨界長度長圓筒與短圓筒臨界長度長圓筒短圓筒第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）短圓筒與剛性圓筒臨界長度短圓筒剛性圓筒第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）圓筒類型的判據(jù)長圓筒短圓筒剛性圓筒2.計算長度計算長度——筒體上相鄰兩個剛性構(gòu)件（封頭、法蘭、支座、加強圈等均可視為剛性構(gòu)件）之間的最大距離。計算時可根據(jù)以下結(jié)構(gòu)進行確定。第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）2.計算長度（續(xù)）第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）第一節(jié)外壓容器的穩(wěn)定性（續(xù)）第二節(jié)外壓圓筒與球殼的圖算法一、算圖中的符號說明二、外壓圓筒的圖算法三、外壓球殼的圖算法第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）外壓圓筒與球殼壁厚計算，除可以采用解析法確定以外，還可以采用圖算法來計算，我國GB150—1998《鋼制壓力容器》規(guī)定外壓容器設(shè)計采用圖算法。圖算法比較簡單、它對于長、短圓筒、球殼以及對于彈塑性變形范圍內(nèi)的穩(wěn)定問題都適用。圖表是以米賽斯公式為基礎(chǔ)作出的。第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）①假設(shè)筒體的名義厚度δn；②計算有效厚度δe；③求出臨界長度Lcr，將圓筒的外壓計算長度L與Lcr進行比較，判斷圓筒屬于長圓筒還是短圓筒；④根據(jù)圓筒類型，選用公式計算臨界壓力Pcr；⑤選取穩(wěn)定性安全系數(shù)m，計算許用外壓[p]=⑥比較設(shè)計壓力p和[p]的大小。若p小于等于[p]且較為接近，則假設(shè)的名義厚度δn符合要求；否則應重新假設(shè)δn，重復以上步驟，直到滿足要求為止。特點：反復試算，比較繁瑣。解析法設(shè)計步驟：中的中面直徑D、厚度t相應改為外徑Do、有效厚度δe，得：將式算圖來源:假設(shè)：圓筒僅受徑向均勻外壓，而不受軸向外壓，與圓環(huán)一樣處于單向（周向）應力狀態(tài)。第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）圖算法原理：（標準規(guī)范采用）長圓筒臨界壓力短圓筒臨界壓力第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）

圓筒在pcr作用下，產(chǎn)生的周向應力不論長圓筒或短圓筒，失穩(wěn)時周向應變（按單向應力時的虎克定律）為：為避開材料的彈性模量E（塑性狀態(tài)為變量），采用應變表征失穩(wěn)時的特征。代入長、短圓筒臨界壓力公式第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）將長、短圓筒的pcr公式分別代入應變式中，得長圓筒短圓筒第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）令A=εcr，以A作為橫坐標，L/Do作為縱坐標，

Do/δe作為參量繪成曲線；見圖4-4徑向受均勻外壓，徑向和軸向受相同外壓的圓筒：教材P86注意第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）（1）幾何參數(shù)計算圖：L/Do—Do/δe—A關(guān)系曲線第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）圖4-4外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計算圖與材料彈性模量E無關(guān)，對任何材料的筒體都適用。第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）用途:適用:討論：長圓筒——與縱坐標平行的直線簇，失穩(wěn)時周向應變A與L/Do無關(guān)；短圓筒——斜平行線簇，失穩(wěn)時A與

L/Do、Do/δe

都有關(guān)。拐點——Lcr/Do之比值。第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）已知：L/Do，Do/δe查幾何參數(shù)計算圖4-4

（L/Do—Do/δe—A關(guān)系曲線）周向應變A（橫坐標）找出A與pcr

的關(guān)系（類似：應變—應力）判定筒體在操作外壓力下是否安全。方法思路（2）厚度計算圖（不同材料）：B—A關(guān)系曲線第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）臨界壓力pcr，穩(wěn)定性安全系數(shù)m，許用外壓力[p]，代入式整理得：令GB150，ASMEⅧ-1均取m=3，第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）由該式建立B與A的關(guān)系圖以A作為橫坐標，B作為縱坐標，材料溫度線作為參量繪成曲線：見圖4-5～4-12第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）

按材料的拉伸（壓縮）曲線在縱坐標方向按2/3比例縮小繪制而成。實質(zhì):反映關(guān)系（鋼材）第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）a.不同材料∴不同材料有不同曲線b.溫度不同∴同一種材料有一簇曲線c.適用：對彈性失穩(wěn)、非彈性失穩(wěn)均適用用途：計算第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）討論：第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）一、算圖中的符號說明第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）二、外壓圓筒的圖算法計算壁厚步驟如下：外壓圓筒（Do/δe）薄壁圓筒（Do/δe≥20）失穩(wěn)失穩(wěn)強度失效Do/δe＝20厚壁圓筒（Do/δe＜20）第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）1.的圓筒與管子①假設(shè)名義壁厚，計算有效壁厚，定出長徑比L/D0和徑厚比D0/δe。②查圖4-4，遇中間值用內(nèi)插法，查系數(shù)A。長徑比＜0.05，取長徑比=0.05。③按圖4-5～4-12，查系數(shù)B。遇中間值用內(nèi)插法。第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）④計算許用外壓力[p],[p]≥pc。否則重新假設(shè)名義厚度，重復計算。 [p]計算公式： 如果系數(shù)A落在設(shè)計溫度下材料的左方，用公式：第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）2.的圓筒與管子這一類應同時考慮強度和穩(wěn)定性問題。①查出系數(shù)B的方法同前，徑厚比D0/δe＜4時用公式計算系數(shù)A，若A＞0.1時，取A=0.1：②按以下兩式計算許用外壓力，取其中的較小者。第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）式中應力，取以下兩式得較小者：③計算許用外壓力[p],[p]≥pc。否則重新假設(shè)名義厚度，重復計算。第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）三、外壓球殼的圖算法1.球殼的臨界壓力2.許用壓力[p]（取穩(wěn)定系數(shù)m=3）第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）3.外壓球殼圖算法步驟：①假設(shè)球殼名義厚度，計算有效厚度，定出R0/δe，②計算系數(shù)A的值：③查圖4-5～4-12，得到系數(shù)B。按下式計算許用壓力[p]。④計算許用外壓力[p],[p]≥pc。否則重新假設(shè)名義厚度，重復計算。第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）如圖某一外壓圓筒形塔體，工作溫度為150℃，材料為普通碳素鋼Q235—A，內(nèi)徑Di=1000mm，筒體總長l=6500mm(不包括封頭高)，橢圓形封頭直邊高度h=25mm，曲面深度h1=250mm，設(shè)計壓力為0.1MPa，C2取1.2mm，無安全控制裝置，試計算塔體的壁厚。第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）解:

用圖算法進行計算。①假設(shè)塔體名義厚度第二節(jié)外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）②用內(nèi)插法查圖。根據(jù)圖4—4，A=0.00013。③因所用材料為Q235—A鋼，故選圖4—5系數(shù)A落在設(shè)計溫度下材料線左方，因此計算許用外壓力[p1]④因且接近pc，

故假定壁厚符合計算要求，確定塔體壁厚為10mm。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）加強圈的間距截面尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮的問題目的

將長圓筒轉(zhuǎn)化為短圓筒，可以有效地減小筒體厚度、提高筒體穩(wěn)定性，即

比增加圓簡壁厚更加經(jīng)濟合理，不僅節(jié)省材料，并且可以減輕筒體重量。

可以減少大直徑范壁圓筒形狀缺陷的影響，提高筒體的剛度。加強圈設(shè)計第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）一、加強圈結(jié)構(gòu)及其要求1.結(jié)構(gòu)第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）2.要求⑴加強圈應有足夠的剛性，常用扁鋼、角鋼、工字鋼或其他類型鋼制成。⑵它可以設(shè)置在容器的內(nèi)部或外部，并應全部圍繞容器的圓周。加強圈自身在環(huán)向的連接要用對接焊。⑶加強圈和殼體連接必須足夠緊密、在載荷作用下能夠共同承受應力，如果不能保證加強圈和殼體一起受力，就會大大降低臨界載荷。加強圈與殼體的連接可用連續(xù)焊或間斷焊。⑷為了保證殼體及加強圈的穩(wěn)定性，加強圈不能隨意削弱或割斷。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）3.焊接（結(jié)構(gòu)）

加強圈與殼體連接結(jié)構(gòu)采用滿焊和間斷焊

間斷焊縫布置如圖，間斷焊纏之間的間隙為l，對于外加強圈取l≤8×t對于內(nèi)加強圈取l≤12×t

。間斷焊縫可以相互錯開或并排布置。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）4.注意的問題⑴圖示結(jié)構(gòu)的E或F處，截面應具有該圈所需的慣性矩。其大小應以它本身的中性軸來計算。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）⑵對于由于種種原因必須削弱或割斷的加強圈。需要留出間隙時，如圖D及E處，則不應超過規(guī)定的弧長如圖4-16。否則，應將容器內(nèi)部和外部的加強圈相鄰部分之間接合起來。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）⑶采用圖示C處的結(jié)構(gòu)，外加強圈C處截面應具有加強圈所需要的慣性矩。若能同時滿足以下3個條件者除外：①圓筒上不受加強圈支撐的弧長不超過900；②相鄰兩個加強圈的不受支撐的圓筒弧長相互交錯1800；③圓筒計算長度L應取下列數(shù)值的較大者：相間隔加強圈之間的最大距離；從封頭轉(zhuǎn)角線至第二個加強圈中心的距離再加上1/3封頭曲面深度。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）⑷容器內(nèi)部的構(gòu)件如塔盤等，如果與使其起加強作用，可視為加強圈。⑸裝在筒體外部的加強圈其每側(cè)間斷焊的總長度不小于筒體外圈周長的二分之一；⑹加強圈裝在筒體內(nèi)部時，加強圈每側(cè)間斷焊的總長不應小于筒體內(nèi)圓周長的三分之一。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）二、加強圈的圖算法1.加強圈的間距計算 加強圈首先應合理確定加強圈數(shù)量及間距L。加強圈間距必須小于式： 求得的臨界長度Lcr,否則加強圈不會提高圓筒殼的承壓能力。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）對于筒體若僅受均布外壓力作用，且在彈性失穩(wěn)范圍內(nèi)，用拉姆近似公式求得加強圈的最大間距：加強圈的實際間距Ls≤Lmax是合適的第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）2.加強圈的計算加強圈與圓筒一樣，本身也有穩(wěn)定性問題。計算步驟為：①初定數(shù)量和間距，使Ls≤Lmax；②選擇材料，初定截面尺寸，計算截面面積As和加強圈與圓筒有效組合截面的慣性矩Ia；③用下式計算B值；第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）④使用計算圖4-5～圖4-12，查出系數(shù)A；若圖中無值，則按下式計算：⑤用下式計算加強圈與圓筒的組合段所需的慣性矩：⑥Is≥I為合適，否則重復計算。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）3.計算公式中的符號說明第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）加強圈與圓筒焊成一個整體，與圓筒一樣受徑向外壓作用，故安全條件仍然是保證不喪失穩(wěn)定。在進行加強圈計算時，可認為加強圈與部分殼體共同承受圈兩側(cè)各L/2范圍內(nèi)的外壓載荷(見圖)。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）筒體有效段的長度范圍為2b(計算截面面積As)，GB150-1998規(guī)定，加強圈中心線兩側(cè)有效長度：相鄰部分有重疊時每側(cè)按1/2計算。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）4.組合慣性矩的計算步驟：①計算組合段，加強圈和筒體的有效截面面積；加強圈面積AS用型材時可查手冊，筒體面積A2按式計算：②計算加強圈和筒體的有效段慣性矩，加強圈慣性矩I1用型材時可查手冊，筒體慣性矩I2利用力學知識計算。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）③計算組合截面形心軸位置；④計算組合截面實際慣性矩Ia；C—加強圈形心位置至圓筒壁厚中心線的距離。d—加強圈形心軸x0-x0與組合截面形心軸x-x之間的距離d=c-a。第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）例題4-2

在例題4-1中，若將筒體的名義壁厚減至6mm，并設(shè)置加強圈。加強圈采用熱軋等邊角鋼，試計算確定所得加強圈數(shù)目及尺寸。解：

(1)計算加強圈數(shù)目穩(wěn)定系數(shù)m＝3，鋼材設(shè)計溫度下的彈性模量第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）計算加強圈的最大間距計算加強圈數(shù)目n

（設(shè)置n個加強圈，將筒體分為n+1段）第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）故n＝3（即用3個加強圈，將筒體分成4段）加強圈的間距(2)計算加強圈尺寸選用40×40×4的等邊角鋼查型鋼規(guī)格表得第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）計算系數(shù)B值計算系數(shù)A的值計算加強圈與圓筒組合段所需的慣性矩第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）(3)計算組合截面實際慣性矩圓筒有效段的截面積圓筒有效段的慣性矩由圖4-19可知第三節(jié)外壓用加強圈計算（續(xù)）確定組合截面形心軸x-x的位置計算組合截面實際慣性矩故原選40×40×4的等邊角鋼可用因第四節(jié)外壓封頭計算一、外壓凸形封頭二、外壓錐形封頭三、壓力試驗第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）外壓容器封頭——類型和結(jié)構(gòu)與內(nèi)壓容器相同。在外壓達到某一臨界壓力時，封頭也要失穩(wěn)。外壓封頭設(shè)計主要考慮穩(wěn)定性問題。

形狀、材料等初始缺陷對封頭的穩(wěn)定性有顯著的影響。

成形封頭的殼體失穩(wěn)研究在理論和實驗上比圓筒復雜得多。

外壓封頭的穩(wěn)定性計算建立在球形殼體承受均布外壓的彈性失穩(wěn)分橋基礎(chǔ)上，并結(jié)合實驗數(shù)據(jù)給出半經(jīng)驗的臨界壓力計算公式，但是將它們直接用于設(shè)計還欠成熟。因此設(shè)計中仍采用一些近似方法。第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）一、外壓凸形封頭1.外壓球形封頭 根據(jù)小撓度彈性穩(wěn)定理論得到的球殼臨界壓力公式為：式中R——球殼中面的半徑，mmt——球殼的計算壁厚，mm對鋼制球殼，取u＝0.3，代入上式得：第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）

由于實際臨界壓力僅為理論臨界壓力的1/4～1/6，我國的GE150—1998《鋼制壓力容器》對外壓球殼取穩(wěn)定系數(shù)m＝14.52。得許用壓力為：設(shè)計壓力p＜[p]時、由上式得球殼壁厚為:第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）圖算法第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）2.橢圓形封頭外壓橢圓形封頭的Ri為當量曲率半徑：Ri=K1D0

，K1是橢形長短軸比值決定的系數(shù)．其值見表4—1（遇中間值用內(nèi)插法求得）。外壓穩(wěn)定性計算公式和圖算法步驟同受外壓得半球形封頭曲率半徑沿經(jīng)線是變化的，在中心處，曲率半徑最大，按最大曲率半徑計算則過于保守，離開中心線則曲率半徑減少，殼體剛性增大，穩(wěn)定性提高。不同點類似半球形封頭第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）3.碟形封頭 外壓球殼的設(shè)計計算公式及圖算法也適用于外壓碟形封頭，但取球面部分的外半徑。第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）二、外壓錐形封頭 受外壓的錐形封頭及錐形簡體，包括無折邊及折邊錐殼，在數(shù)學、力學上是一個非常復雜的問題，工程上依賴于試驗結(jié)果，根據(jù)錐殼半頂角的大小分別按圓筒和平蓋進行計算，所需壁厚按如下方法確定：1.半頂角α＜600度的錐殼 按當量圓筒進行計算，該圓筒的壁厚，等于錐殼的有效壁厚te：圓筒長度即為錐殼的當量長度Le。第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）①無折邊錐殼和錐殼上相鄰的兩加強圈之間的錐殼段，計算公式：當量長度Le第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）②大端折邊的錐殼，計算公式：當量長度Le第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）③小端折邊的錐殼，計算公式：當量長度Le第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）④折邊錐殼，計算公式：當量長度Le第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）2.半頂角α>600度的錐殼 錐殼壁厚按平蓋計算，其直徑取錐殼的最大直徑。3.外壓錐形封頭計算步驟：①假設(shè)錐殼名義厚度δnc②計算δe=(δnc-C)cosα③按外壓圓筒的規(guī)定進行外壓校核計算，并以Le/D0代替L/D0,以DL/δe代替D0/δe第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）4.符號說明第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）

試設(shè)計例題4-1小外壓橢圓形封頭的厚度。解:

用圖算法進行計算。①假設(shè)封頭名義厚度封頭高度hi=250mm查表4-1計算可得當量球半徑第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）②計算系數(shù)A③查圖4-5得系數(shù)B＝47計算許用外壓力故假定壁厚符合設(shè)計要求，

確定橢圓形封頭壁厚為4mm。第四節(jié)外壓封頭計算（續(xù)）三、壓力試驗 外壓容器和真空容器也需要做壓力試驗，按內(nèi)壓容器的方法進行。液壓試驗試驗壓力：氣壓試驗試驗壓力：第五節(jié)軸向受壓圓筒一、軸向受壓圓筒穩(wěn)定性概念二、臨界壓應力的計算第五節(jié)軸向受壓圓筒（續(xù)） 圓筒形容器常受軸向壓縮載荷及軸向彎曲、載荷。當軸向壓應力達到臨界應力時，圓筒壁就喪失穩(wěn)定性。例如鞍座支承的臥式容器，由于自重及容器內(nèi)物料重量引起的彎短的作用，而產(chǎn)生軸向壓應力；直立高設(shè)備，由于自重，內(nèi)部物料室及風載荷或地震載荷等因素。也會產(chǎn)生軸向壓應力。上述兩類設(shè)備必須計算其受軸向壓縮的穩(wěn)定性。因為圓筒殼在外壓和軸向壓縮同時的作用下，臨界壓力及軸向臨界應力會下降，為了保證安全生產(chǎn)，應考慮外壓與軸向壓縮力的相互影響效應。第五節(jié)軸向受壓圓筒（續(xù)）一、軸向受壓圓筒穩(wěn)定性概念

受有軸向壓縮載荷的筒體當壓縮壓力達到某一數(shù)值（臨界壓力pcr）時也會失去穩(wěn)定性，失穩(wěn)時在軸向截面產(chǎn)生有規(guī)則的波形.第五節(jié)軸向受壓圓筒（續(xù)）二、臨界壓應力的計算 最大的軸向許用壓力必須同時滿足強度和穩(wěn)定性要求。即：第五節(jié)軸向受壓圓筒（續(xù)）系數(shù)B的圖算法①選擇壁厚范圍，計算系數(shù)A②根據(jù)材料查圖4-5～圖4-12，圖上無數(shù)據(jù)時按公式計算：③計算軸向應力，σ≤[σ]cr,壁厚合適，否則重算。外壓筒球殼的圖算法（續(xù)）拉姆（B.M.Pamm）近似公式（短圓筒的臨界壓力）米賽斯（R.V.Misses）公式（按小撓度理論推出）簡化圖算法求解過程外壓用加強圈計算（續(xù)）外壓圓筒許用壓力計算外壓圓筒有效壁厚計算謝謝觀看/歡迎下載BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH一本萬利工程1、背景驅(qū)動2、盈利策略3、選菜試菜4、價值創(chuàng)造5、完美呈現(xiàn)6、成功面試7、持續(xù)改造（一）、一本萬利工程的背景驅(qū)動

1、什么是一本萬利

2、餐飲時代的變遷菜單經(jīng)驗的指導方針運營市場定位的體現(xiàn)經(jīng)營水平的體現(xiàn)體現(xiàn)餐廳的特色與水準溝通的工具餐廳對顧客的承諾菜單承諾的六大表現(xiàn)1、名字的承諾2、質(zhì)量的承諾3、價格的承諾4、規(guī)格標準的承諾5、外文翻譯的準確6、保證供應的承諾

1、顧客滿意度餐廳價值、價格、合理感、愉快感、安心感、美味感、便利感、滿足感、有價值感、喜悅感、特別感2-2、初期投資餐廳面積、保證金、設(shè)備投資、店鋪裝潢、器具用品投資、制服選定、菜單制作2-1、開業(yè)準備廚具、供應商選定、設(shè)計、用品選定、餐廳配置、員工訓練、餐廳氣氛、促銷方式3、經(jīng)營數(shù)據(jù)營業(yè)額、客流量、成本率、人均消費、顧客回頭率、出品速度、人事費用菜單內(nèi)容決定決定相關(guān)相關(guān)決定決定決定決定以菜單為導向的硬件投資

1、餐廳的裝修風格2、硬件設(shè)施服務操作3、餐廳動線4、餐具與家俬5、廚房布局6、廚房設(shè)備菜單設(shè)計正果1、能誘導顧客購買你想讓他買的餐點2、能迅速傳達餐廳要表達的東西3、雙贏：顧客喜歡、餐廳好賣餐廳時代的變遷食物時代硬體時代軟體時代心體時代食物食品饑食飽食品質(zhì)挑食品味品食品德懼食體驗人們正在追尋更多的感受，更多的意義更多的體驗，更多的幸福（二）盈利策略1、組建工程團隊2、確定核心價值3、確定盈利目標4、確定客單價5、設(shè)計盈利策略6、確定核心產(chǎn)品誰來設(shè)計菜單？產(chǎn)品=做得出來的物品商品=賣得出去的物品商家=產(chǎn)品具備商品附加值物（什么產(chǎn)品）+事（滿足顧客何種需求）從物到事從食物到餐飲從吃什么到為什么吃產(chǎn)品本身決定一本，產(chǎn)品附加值決定萬利從生理到心理從物質(zhì)到精神從概念到五覺體驗創(chuàng)造產(chǎn)品的五覺附加值體驗何來

一家企業(yè)以服務為舞臺以商品為道具，讓消費者完全投入的時候，體驗就出現(xiàn)了PART01物=你的企業(yè)賣什么產(chǎn)品+事=能滿足顧客何種需求？確定核心價值理念核心價值理念1、賣什么樣的菜2、賣什么樣的氛圍？3、如何接待顧客？賣給誰？賣什么事？賣什么價？企業(yè)目標的設(shè)定1、理論導向的目標設(shè)定2、預算3、制定利潤目標費用營業(yè)額虧損區(qū)利潤區(qū)臨界點變動費用總費用營業(yè)額曲線費用線X型損益圖利潤導向的目標設(shè)定確定目標設(shè)定營業(yè)收入=固定成本+目標利潤1-變動成本率-營業(yè)稅率例：A餐廳每月固定成本40萬，變動成本50%，營業(yè)稅率5.5%，目標利率每月8萬，問A餐廳的月營業(yè)收入：月營收入=（40+8）÷（1-50%-5.5%）=48÷0.445=108萬測算損益平衡點保本線=固定成本1-變動成本率-營業(yè)稅率例：A餐廳保本線=40÷（1-50%-5.5%）

=40÷0.445

=90萬定價的三重意義2、向競爭對手發(fā)出的信息和信號1、是利潤最大化和最重要的決定因素3、價格本事是價值的體現(xiàn)定價由此開始1、評估產(chǎn)品、服務的質(zhì)量2、尋求顧客價值與平衡點3、以價值定義市場確定客單價盈利占比策略

占比策略內(nèi)部策略銷售占比占比策略內(nèi)部策略10%40%10%20%20%（三）、選菜試菜1、ABC產(chǎn)品分析2、產(chǎn)品的確定（食材、口味、烹調(diào)、餐飲）3、成本的確定ABC分析策略毛利率營業(yè)額CBACABBACCCAA營業(yè)額C毛利A優(yōu)化、提升增加銷售雙A雙贏ABC顧客商品漲價保留虧本商品刪營業(yè)額A毛利C顧客超額、成本過高有意義的保留無意義的刪除雙C雙輸菜單內(nèi)容選擇的標準因素成本設(shè)備廚師技術(shù)操作空間菜系風格吻合度品質(zhì)可控度原料供應顧客喜好菜單協(xié)議度（銷售目標、顏色、口味、造型、營養(yǎng)等）產(chǎn)品類別確定的四個方面1、按食材確定比例2、按口味確定比例3、按烹飪確定比例4、按餐飲確定比例

（無酒精飲品、含酒精飲品比例）框架依據(jù)操作依據(jù)目標依據(jù)成本依據(jù)試口味成本操作第一次試菜的內(nèi)容精確的成本核算—五個關(guān)鍵詞1、凈料率（一料一控、一料多檔）2、調(diào)味料成本（單件產(chǎn)品、批量產(chǎn)品）3、燃料成本4、統(tǒng)一計量單位5、標準食譜成本卡試口味餐具造型色彩第二次試菜的內(nèi)容四料構(gòu)成表1、符合思想審定2、符合目標審定3、符合定位審定4、符合框架審定四平構(gòu)成表(四)、創(chuàng)造價值1、定價策略的確定2、提升雙A核心產(chǎn)品的附加值3、增加更多的顧客選擇性顧客會記住的價格最低價人均消費熱門暢銷品商品較多的價格帶最高價產(chǎn)品價格和觀念價值永遠是不一樣的，體驗經(jīng)濟時代出售的不是產(chǎn)品價格，而是觀念定價與確定價格的區(qū)別確定價格產(chǎn)品、服務主導思路確定一個易于銷售的價格由企業(yè)根據(jù)成本以及和其他企業(yè)的比較確定定價基于顧客的價值私立評估價值、確定等級在顧客和企業(yè)的來往過程中確定企業(yè)定價三大策略1、薄利多銷