化工机械基础(4-8).ppt

,在壳壁内会产生压缩薄膜应力,壳体的失效形式可能有两种:一种是由于强度不足而发生压缩屈服破坏;另一种是由于刚度不足而发生失稳破坏。所谓失稳,就是当外压达到一定数值时,壳体失去其原有形状,直到壳体被压瘪的现象。,即在周向呈现波纹状。3外压壳体失稳时的相应压力称为临界压力,以pcr表示,此时壳壁中产生的压缩应力称为临界应力,以σcr表示。外压薄壁圆筒的临界压力与圆筒的几何尺寸(主要为筒体的厚度δ、筒体外直径Do和计算长度L,其中计算长度L是指筒体上两相邻支撑线之间的距离)及其材料性能(主要为材料的弹性模量E和泊松比μ)有关,此外,载荷的均匀性和对称性、边界条件等因素也对筒体的临界压力有一定影响。,可分为长圆筒、短圆筒和刚性圆筒三种。其特点如下:(1)长圆筒所谓长圆筒是指筒体的长径比L/D0值较大,筒体的临界压力pcr与圆筒的长度无关,可以忽略筒体两端边界对筒体的支撑作用,只与筒体材料的机械性能(E、μ)和筒体的厚径比δe/D0有关。5(2)短圆筒筒体两端边界对筒体的影响较大,不能忽略。筒体失稳时的临界压力pcr不仅与筒体材料的机械性能(E、μ)和筒体的厚径比δe/D0有关,而且也与筒体的长径比L/D0有关。(3)刚性圆筒所谓刚性圆筒是指筒体的长径比L/D0较小而厚径比δe/D0较大的圆筒。由于筒体的相对厚度较大,故筒体的刚性较好,不会发生失稳,而其破坏原因是由于在外压作用下,在筒体壁内产生的压应力超过材料的屈服极限所致。对于这种圆筒,在设计时只需满足强度要求即可。,μ=,故上式可简写成:(1)长圆筒上式常称为Bresse公式。7在临界压力作用下,圆筒壳的周向应力为:值得注意的是,以上计算公式仅适用于弹性失稳的情况。8(2)短圆筒同样,以上计算公式也仅适用于弹性失稳的情况。(拉姆)公式。在临界压力作用下,圆筒壳的周向应力为:9(3)刚性圆筒刚性筒在外压作用下一般不存在失稳问题。即在外压作用下不会被压瘪,只是由外压引起的最大周向应力超过筒体材料的屈服极限时而产生强度破坏。因此,只需校验其强度是否足够就可以了,其强度计算公式与内压圆筒的应力计算公式完全一样。10