压力容器设计 外压薄壁圆筒的稳定性计算.ppt

压力容器设计_外压薄壁圆筒的稳定性计算压力容器生产工艺流程框图
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第四章外压容器设计
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外压容器
真空操作容器、减压精馏塔的外壳
用于加热或冷却的夹套容器的内层壳体
第一节概述
第一节概述
一、外压容器的稳定性
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承受外压壳体失效形式
强度不足而发生压缩屈服失效
当外压达到一定的数值时,壳体的径向挠度随压缩应力的增加急剧增大,直至容器压扁,这种现象称为外压容器的失稳或屈曲。(讨论重点)
外压容器的失效形式
第一节概述
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失稳类型:
t与D比很小的薄壁回转壳,失稳时,器壁的压缩应力通常低于材料的比例极限,称为弹性失稳。
当回转壳体厚度增大时,壳体中的应力超过材料屈服点才发生失稳,这种失稳称为弹塑性失稳或非弹性失稳。
弹塑性失稳
(非弹性失稳)
弹性失稳
第一节概述
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受外压形式:
p
p
p
a
b
c
讨论:受周向均匀外压薄壁回转壳体的弹性失稳问题
第一节概述
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二、稳定性问题的基本概念
临界压力是表征外压容器抗失稳能力的重要参数
——使外压容器失稳的最小外压力
临界压力(pcr)
第一节概述
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薄壁圆筒受侧向均布外力作用,一旦达到临界压力时,沿周向将形成几个波。
n=2
n=3
n=4
对于给定尺寸的圆筒,波数主要决定于圆筒端部的约束条件和这些约束之间的距离。
第一节概述
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外压圆筒的稳定条件
m—稳定性安全系数,圆筒m=3
影响外压圆筒临界压力的主要因素
(1)材料的E、μ
(2)结构尺寸D、t、L
(3)圆筒的形状偏差
第一节概述
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第二节外压薄壁圆筒的稳定性计算
第二节外压薄壁圆筒的稳定性计算
基于以下假设:
①圆柱壳厚度t与半径D相比
是小量, 位移w与厚度t相
比是小量。
②失稳时圆柱壳体的应力仍
处于弹性范围。
目的
理论
理想圆柱壳小挠度理论
线性平衡方程
和挠曲微分方程
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