压力容器应力分析.ppt

压力容器应力分析
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6. 了解厚壁圆筒温差应力的分布规律；
7. 理解厚壁圆筒弹塑性应力及残余应力的概念，掌握自增强计算的原理；
8. 理解薄板弯曲理论的基本假设及其含义，掌握受轴对称横向载荷圆形薄板小挠度弯曲微分方程及其应用；
9. 了解外压容器失稳破坏的特点，掌握弹性失稳、非弹性失稳、临界压力、圆筒计算长度、临界长度等概念；
10. 了解常用的局部应力的计算方法。
2 压力容器应力分析
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压力容器应力分析
回转薄壳应力分析
厚壁圆筒应力分析
平板应力分析
壳体的稳定性分析
典型局部应力
总 结
主目录
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压力容器设计的任务和设计方法
设计任务：
，确定设计参数如压力、温度、内径等；
，确定容器零部件的结构型式；
，根据设计参数确定合适的容器厚度。
设计方法：
常规设计强度判据：第一强度理论 σ1≤ [σ]
其中σ1为器壁3个主应力中最大值，若求σ1，必须对容器的器壁进行应力分析，求出其与容器压力、内径和厚度等参数的关系表达式。
背景知识
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一、回转薄壳的薄膜应力分析

回转薄壳 母线 平行圆
经线 纬线 法线
第一曲率半径 第二曲率半径
（圆柱壳、球壳、锥壳）
R1=∞ R2=R
R1=R2=R
R1=∞ R2=R／cosα
A点
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（membrane stress analysis）
薄膜应力：经向应力σφ 周向应力σθ
由于研究的壳体壁厚较薄，且不考虑壳体与其它部件连接处的局部应力，这时可认为σφ 和σθ沿壁厚均匀分布，这种应力称为薄膜应力。。

直法线假设：壳体在变形前垂直于中间面的直线段，在变形后仍保持直线并垂直于变形后的中间面，且直线长度不变。由此假设，沿厚度各点的法向位移相同，变形前后壳体厚度不变。
互不挤压假设：壳体各层纤维变形后均互不挤压，由此假设壳壁的法向应力与壳体其它应力分量相比是可以忽略的小量。
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（1）经向应力σφ（meridional stress）
用一与回转壳体中间面正交的圆锥面切割一承受内压的壳体，取截面以下部分为分离体，该分离体上作用内压P和经向应力σφ ，在轴线方向合力应互相平衡。
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Q力被经向内力沿轴线方向的合力所平衡，即：
取一宽度为dl的环带，气体压力轴向合力：
区域平衡方程
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（2）周向应力σθ （hoop stress）
由3对截面截取小单元体：壳体的内外表面，两个相邻的夹角为dθ的经线平面，两个相邻的和壳体中面正交的锥面。
假设ab=cd=dl1 bc=ad=dl2
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经向内力
周向内力
根据小单元体在法线方向的力平衡条件可得：
微元平衡方程
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