第三章内压薄壁容器的强度计算1.ppt

第三章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计
强度设计的基本知识
内压薄壁圆筒壳与球壳的强度设计
内压圆筒封头的设计
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第三章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计
本章重点：内压薄壁圆筒的厚度计算
本章难点：厚度的概念和设计参数的确定
计划学时：8学时
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第三章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计
压力容器强度计算的内容：
1、新容器的设计
⑴确定设计参数（P，t，D……等）；
⑵选材；
⑶确定容器的结构型式；
⑷计算筒体与封头壁厚；
⑸选取标准件（如法兰、膨胀节、支座、螺栓、垫片）；
⑹绘制设备图纸
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第三章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计
2、在用压力容器的校核
定期检验制度：在使用一定年限后，承压元件因腐蚀等因素导致器壁减薄，每次检验，应根据实测的最小壁厚进行强度校核。目的：
⑴判定在下一个检验周期内，或在剩余寿命周期内，容器能否在原设计条件下（P，t，介质等）安全使用；
⑵当容器已被判定不能在原条件下使用时，应通过强度计算，提出容器监控使用的条件；
⑶容器判废，提出判废依据，如强度、位置、原因等。
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1、弹性失效理论
容器上一处的最大应力达到材料在设计温度下的屈服点σs，容器即告失效(失去正常的工作能力)，也就是说，容器的每一部分必须处于弹性变形范围内。
保证器壁内的相当应力必须小于材料在单向拉伸时测得的屈服点，即σ当＜σs。
σ当--相当应力，将二向或三向应力状态转换成相当于单向拉伸应力状态的相当应力。
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2．强度安全条件
为了保证结构安全可靠地工作，必须留有一定的安全裕度，使结构中的最大工作应力与材料的许用应力之间满足一定的关系。即
σ0 — 极限应力（由简单拉伸试验确定）
n — 安全系数
[σ]— 许用应力。
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强度理论及其相应的强度条件
以圆筒形容器作例：
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1、第一强度理论——最大主应力理论
最大拉应力是引起材料破坏的因素，即只要最大拉应力达到材料极限，材料破坏。
2、第三强度理论——最大剪应力理论
最大剪应力是引起材料流动破坏的因素，即只要最大剪应力达到材料的极限，就会引起塑性破坏。
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3、第四强度理论——能量理论 （适用于塑性材料）
只要构件内一点处的形状改变比能达到材料极限，就会引起材料的塑性破坏。
变形能：随着弹性体发生变形而积蓄在其内部的能量。如钟表的发条被用力拧紧，外力所作的功转变为发条所积蓄的能量。
变形比能：在单位变形体体积内所积蓄的变性能。
形状改变比能：
物体在外力作用下发生的弹性变形，体积改变称为体积改变比能，形状改变称为形状改变比能。
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强度条件为
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