壓力容器零部件設計-2開孔補強課件

開孔和開孔補強設計開孔和開孔補強設計1壓力容器零部件設計---2開孔補強課件2★器壁強度削弱★不連續(xù)應力

★局部應力★焊接缺陷和殘余應力

開孔接管部位的應力集中★器壁強度削弱開孔接管部位的應力集中3壓力容器零部件設計---2開孔補強課件4壓力容器零部件設計---2開孔補強課件5容器大開孔與小開孔容器孔邊應力集中的理論分析是以無限大平板上開小圓孔為基礎的，殼體曲率變化不計，因此，孔邊應力均為拉（壓）應力。大開孔時，除有拉（壓）應力外，還有很大的彎曲應力，其應力范圍超出了開小孔時的局部范圍，在較大范圍內(nèi)破壞了殼體的薄膜應力狀態(tài)。因此小開孔理論不適用。容器大開孔與小開孔容器孔邊應力集中的理論分析是以無限大平板上6應力集中系數(shù)K應力集中系數(shù)K：開孔處的最大應力值（應力峰值）與未開孔時的最大薄膜應力之比。即影響應力集中系數(shù)K的因素：

1)容器的形狀和應力狀態(tài)。圓筒和球殼上開同樣的孔，圓筒的K比球殼大。圓錐殼的K比圓筒大。2)開孔的形狀、大小及接管壁厚。橢圓孔的K比圓孔大。方孔K最大。應力集中系數(shù)K應力集中系數(shù)K：開孔處的最大應力值（應力峰值）7應力集中的特點開孔接管處應力集中的特點：

在操作壓力作用下，殼體和開孔接管的連接處必須滿足變形協(xié)調條件，因而產(chǎn)生相互約束力和彎矩，使開孔接管處除了有孔邊集中應力、薄膜應力外，還有邊緣應力和焊接應力，比小孔K值高達3～6倍。應力集中具有局部性。開孔接管補強的目的：

使孔邊的應力峰值降低到允許值。應力集中的特點開孔接管處應力集中的特點：8壓力容器零部件設計---2開孔補強課件9壓力容器零部件設計---2開孔補強課件10壓力容器零部件設計---2開孔補強課件11壓力容器零部件設計---2開孔補強課件12壓力容器零部件設計---2開孔補強課件13壓力容器零部件設計---2開孔補強課件14壓力容器零部件設計---2開孔補強課件15壓力容器零部件設計---2開孔補強課件16壓力容器零部件設計---2開孔補強課件17壓力容器零部件設計---2開孔補強課件18壓力容器零部件設計---2開孔補強課件19壓力容器零部件設計---2開孔補強課件20壓力容器零部件設計---2開孔補強課件21壓力容器零部件設計---2開孔補強課件22壓力容器零部件設計---2開孔補強課件231、開孔最大直徑的限制1、開孔最大直徑的限制24壓力容器零部件設計---2開孔補強課件25壓力容器零部件設計---2開孔補強課件26壓力容器零部件設計---2開孔補強課件27有效補強范圍有效補強范圍28壓力容器零部件設計---2開孔補強課件29壓力容器零部件設計---2開孔補強課件30壓力容器零部件設計---2開孔補強課件31壓力容器零部件設計---2開孔補強課件32壓力容器零部件設計---2開孔補強課件33壓力容器零部件設計---2開孔補強課件34

非徑向接管有斜向接管和切向接管之分，則在殼體上開孔為橢園形和卵圓形。要注意使其開孔長軸與圓筒軸線垂直時有較小的應力集中系數(shù)。開孔計算直徑d的取法:由于圓筒計算厚度是根據(jù)周向薄膜應力計算的，因此開孔截面應以承受周向薄膜應力的截面考慮，即是與圓筒軸線平行的縱向截面。開孔計算直徑d為孔沿縱截面方向的直徑。非徑向接管有斜向接管和切向接管之分，則在殼體上35ENDEND36演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！37開孔和開孔補強設計開孔和開孔補強設計38壓力容器零部件設計---2開孔補強課件39★器壁強度削弱★不連續(xù)應力

★局部應力★焊接缺陷和殘余應力

開孔接管部位的應力集中★器壁強度削弱開孔接管部位的應力集中40壓力容器零部件設計---2開孔補強課件41壓力容器零部件設計---2開孔補強課件42容器大開孔與小開孔容器孔邊應力集中的理論分析是以無限大平板上開小圓孔為基礎的，殼體曲率變化不計，因此，孔邊應力均為拉（壓）應力。大開孔時，除有拉（壓）應力外，還有很大的彎曲應力，其應力范圍超出了開小孔時的局部范圍，在較大范圍內(nèi)破壞了殼體的薄膜應力狀態(tài)。因此小開孔理論不適用。容器大開孔與小開孔容器孔邊應力集中的理論分析是以無限大平板上43應力集中系數(shù)K應力集中系數(shù)K：開孔處的最大應力值（應力峰值）與未開孔時的最大薄膜應力之比。即影響應力集中系數(shù)K的因素：

1)容器的形狀和應力狀態(tài)。圓筒和球殼上開同樣的孔，圓筒的K比球殼大。圓錐殼的K比圓筒大。2)開孔的形狀、大小及接管壁厚。橢圓孔的K比圓孔大。方孔K最大。應力集中系數(shù)K應力集中系數(shù)K：開孔處的最大應力值（應力峰值）44應力集中的特點開孔接管處應力集中的特點：

在操作壓力作用下，殼體和開孔接管的連接處必須滿足變形協(xié)調條件，因而產(chǎn)生相互約束力和彎矩，使開孔接管處除了有孔邊集中應力、薄膜應力外，還有邊緣應力和焊接應力，比小孔K值高達3～6倍。應力集中具有局部性。開孔接管補強的目的：

使孔邊的應力峰值降低到允許值。應力集中的特點開孔接管處應力集中的特點：45壓力容器零部件設計---2開孔補強課件46壓力容器零部件設計---2開孔補強課件47壓力容器零部件設計---2開孔補強課件48壓力容器零部件設計---2開孔補強課件49壓力容器零部件設計---2開孔補強課件50壓力容器零部件設計---2開孔補強課件51壓力容器零部件設計---2開孔補強課件52壓力容器零部件設計---2開孔補強課件53壓力容器零部件設計---2開孔補強課件54壓力容器零部件設計---2開孔補強課件55壓力容器零部件設計---2開孔補強課件56壓力容器零部件設計---2開孔補強課件57壓力容器零部件設計---2開孔補強課件58壓力容器零部件設計---2開孔補強課件59壓力容器零部件設計---2開孔補強課件601、開孔最大直徑的限制1、開孔最大直徑的限制61壓力容器零部件設計---2開孔補強課件62壓力容器零部件設計---2開孔補強課件63壓力容器零部件設計---2開孔補強課件64有效補強范圍有效補強范圍65壓力容器零部件設計---2開孔補強課件66壓力容器零部件設計---2開孔補強課件67壓力容器零部件設計---2開孔補強課件68壓力容器零部件設計---2開孔補強課件69壓力容器零部件設計---2開孔補強課件70壓力容器零部件設計---2開孔補強課件71

非徑向接管有斜向接管和切向接管之分，則在殼體上開孔為橢園形和卵圓形。要注意使其開孔長軸與圓筒軸線垂直時有較小的應力集中系數(shù)。開孔計算直徑