壓力容器設(shè)計外壓圓筒的設(shè)計計算市公開課獲獎?wù)n件

1、第四章 外壓容器設(shè)計第1頁第1頁第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算外壓圓筒設(shè)計解析法圖算法特點：重復(fù)試算，比較繁瑣。第2頁第2頁圖算法原理：（原則規(guī)范采用）（4-8）（4-15）第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算為避開材料彈性模量E（塑性狀態(tài)為變量），采用應(yīng)變表征失穩(wěn)時特性：無論長圓筒或短圓筒，失穩(wěn)時周向應(yīng)變（按單向應(yīng)力時虎克定律）為：第3頁第3頁將長、短圓筒 pcr公式分別代入應(yīng)變式中，得長圓筒 短圓筒第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第4頁第4頁令A(yù)=cr，以A作為橫坐標(biāo)，L/Do作為縱坐標(biāo)， Do /te作為參量繪成曲線；見圖4-11（1）幾何參數(shù)計算圖：L/Do-Do/te-A關(guān)系曲線與材料

2、彈性模量E無關(guān)，對任何鋼材筒體都合用。第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算長圓筒與縱坐標(biāo)平行直線簇，失穩(wěn)時 周向應(yīng)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/te都相關(guān)。第5頁第5頁（2）厚度計算圖（不同材料）：B-A關(guān)系曲線即由L/Do，Do/te圖4-11周向應(yīng)變A找出A與pcr關(guān)系鑒定筒體在操作外壓力下是否安全。臨界壓力pcr，穩(wěn)定性安全系數(shù)m，許用外壓力p，故 pcr=mp查第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第6頁第6頁以A和B為坐標(biāo)軸厚度計算圖，以為基礎(chǔ)，圖4-12圖4-15為幾個慣用鋼材厚度計算圖。溫度不同，曲線不同；直線部分表示材料處于彈性，屬于彈性失穩(wěn)， B與A成正比，由A查B

3、時，若與曲線不相交，則屬于彈性失穩(wěn)，可由，求取B。令 B=，GB150取m=3，代入上式得：由該式建立B與A關(guān)系圖第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第7頁第7頁工程設(shè)計辦法 外壓圓筒（Dote）薄壁圓筒（Dote20）失穩(wěn)Dote20厚壁圓筒（Dote20）失穩(wěn)強(qiáng)度失效第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第8頁第8頁Do/te20薄壁筒體，穩(wěn)定性校核：a. 假設(shè)名義厚度tn，令te=tn-C，算出L/Do和Do/te；b. 以L/Do、Do/te值由圖4-11查取A值（遇中間插值），若L/Do值不小于50，則用L/Do=50查圖；若L/Do值小于0.05，則用L/Do=0.05查圖c. 由材料選厚度計算圖（圖4-1

4、2圖4-15）第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第9頁第9頁B 按(a)式計算許用外壓p溫度相應(yīng)曲線在圖上沒有時，插值（b）A在材料線左方時， ，按(b)式計算許用外壓p：系 數(shù) A設(shè)計溫度依據(jù)(a)第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第10頁第10頁圖算法求解過程第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第11頁第11頁d. pcp且較靠近假設(shè)名義厚度tn合理pcp假設(shè)tn不合理重設(shè)tn，直到滿足第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第12頁第12頁1、真空容器有安全裝置時：無安全裝置時：p=0.1Mpa 2、帶夾套真空容器p取真空容器設(shè)計壓力加上夾套壓力3、其它外壓容器（包括帶夾套外壓容器）p應(yīng)不小于容器正常工作過程中也許出現(xiàn)最大內(nèi)外壓力差即

5、：p(po-pi)max注意：最大內(nèi)外壓差取值四、設(shè)計參數(shù)要求設(shè)計壓力第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第13頁第13頁四、設(shè)計參數(shù)要求壓力試驗第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算不帶夾套外壓容器和真空容器試驗壓力帶夾套外壓容器夾套容器是由內(nèi)筒和夾套組成多腔壓力容器，各腔設(shè)計壓力通常是不同，應(yīng)在圖樣上分別注明內(nèi)筒和夾套試驗壓力值。內(nèi)筒試驗壓力第14頁第14頁在擬定了夾套試驗壓力后，還必須校核內(nèi)筒在該試驗壓力下穩(wěn)定性。如不能滿足外壓穩(wěn)定性要求，則在作夾套液壓試驗時，必須同時在內(nèi)筒保持一定壓力，以確保夾套試壓時內(nèi)筒穩(wěn)定性。夾套：按內(nèi)壓容器擬定試驗壓力。第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算注意：第15頁第15頁計算長度第三節(jié) 外壓圓

6、筒設(shè)計計算計算長度：筒體外部或內(nèi)部兩相鄰剛性構(gòu)件之間最大距離，通常封頭、法蘭、加強(qiáng)圈等均可視為剛性構(gòu)件。第16頁第16頁第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第17頁第17頁第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第18頁第18頁加強(qiáng)圈設(shè)計計算將長圓筒轉(zhuǎn)化為短圓筒，能夠有效地減小筒體厚度、提升筒體穩(wěn)定性。目加強(qiáng)圈設(shè)計加強(qiáng)圈間距截面尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第19頁第19頁1、加強(qiáng)圈間距設(shè)置加強(qiáng)圈，必須使其屬于短圓筒才有實際作用。加強(qiáng)圈數(shù)量增多，Lmax值減小，筒體厚度減??；反之，筒體厚度須增長。第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算2、加強(qiáng)圈截面尺寸擬定目 ：增強(qiáng)筒壁截面抗彎曲能力辦法思緒：通過增長截面慣性矩 J 來提升筒壁截

7、面抗彎曲能力，滿足 Js不小于并靠近J第20頁第20頁設(shè)置位置容器內(nèi)部：焊接總長不小于 筒體內(nèi)圓周長1/3容器外部：焊接總長不小于 筒體外圓周長1/23、加強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)設(shè)計工字鋼其它型鋼慣用型鋼扁鋼角鋼材料：多為碳素鋼。 筒體為珍貴金屬，在筒體外部設(shè)置碳素鋼加強(qiáng)圈， 節(jié)約珍貴金屬。第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算第21頁第21頁 加強(qiáng)圈兩側(cè)間斷焊縫可錯開或并排，但焊縫之間最大間隙對外加強(qiáng)圈為8n，對內(nèi)加強(qiáng)圈12n（n為筒體名義厚度）。第三節(jié) 外壓圓筒設(shè)計計算加強(qiáng)圈形式及連接結(jié)構(gòu)第22頁第22頁要求：3、加強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)設(shè)計（續(xù)）# 加強(qiáng)圈應(yīng)整圈圍繞在筒體圓周上，不許任意削弱或割斷。# 設(shè)置在內(nèi)部加強(qiáng)圈，若開設(shè)排