承受內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼JB4732

1、JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)承受內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼 團(tuán)隊(duì)成員：團(tuán)隊(duì)成員： 王學(xué)明王學(xué)明 王興文王興文 陳明濠陳明濠 梁家勇梁家勇 主講人：王學(xué)明主講人：王學(xué)明高端設(shè)備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)高端設(shè)備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 所謂回轉(zhuǎn)殼體，指殼體中間面是由直線或平面曲線繞其回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)一周而形成的殼體。 JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)主要內(nèi)容范圍與符號說明圓筒球殼錐殼成形封頭錐殼大端與圓筒的連接錐殼小端與圓筒的連接變徑段JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)范圍與符號說明cmicpKSFDp225 . 00)4 . 0)(1(

2、)4 . 0(25. 05 . 0200mcKSpimccmicKSpRKSppKSRpemc 使用范圍 承受內(nèi)壓的回轉(zhuǎn)殼體厚度 當(dāng)回轉(zhuǎn)殼是圓筒時(shí)：當(dāng)回轉(zhuǎn)殼是圓筒時(shí)： 當(dāng)回轉(zhuǎn)殼是球殼時(shí)當(dāng)回轉(zhuǎn)殼是球殼時(shí) JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 符號說明Di 回轉(zhuǎn)殼的內(nèi)直徑，mm Dis錐小端與圓筒連接處，錐殼小端的內(nèi)直徑，mm F 殼壁上所考慮點(diǎn)的經(jīng)向薄膜力，由除內(nèi)壓以外 的一次載荷所產(chǎn)生；N/mm圓周長度。若此力不 均勻，如由風(fēng)或地震力矩載荷所產(chǎn)生的，則應(yīng) 采用殼體所需最大厚度的載荷(拉伸載荷為正值) 注注:由重力載荷、偏心載荷、風(fēng)或地震載荷引起的經(jīng)向薄膜由重力載荷、偏心載荷、風(fēng)或地震載荷引起的經(jīng)

3、向薄膜力力,按按 JB/4710的有關(guān)規(guī)定計(jì)算。的有關(guān)規(guī)定計(jì)算。JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) Hi 封頭曲面深度，mm K 載荷組合系數(shù)(見表3-3 ) pc 計(jì)算壓力，按表3-1確定，MPa Ri 球殼或碟形封頭球冠部分的內(nèi)半徑，mm r 碟形封頭過渡區(qū)的內(nèi)半徑，mm rs 錐殼小端過渡區(qū)的內(nèi)半徑，mm Sm設(shè)計(jì)應(yīng)力強(qiáng)度(其值見第6章)， MPa 錐殼半頂角，() 回轉(zhuǎn)殼的計(jì)算厚度，mmr錐殼大端或小端連接處的計(jì)算厚度，mmJB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)圓筒JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 僅受內(nèi)壓作用 )4 .

4、 0(2mccmicKSppKSDp)4 . 0)(1(2mcKSpiKSpDemce為自然對數(shù)的底，e=2.71828.7-17-2JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 內(nèi)壓與經(jīng)向薄膜力F同時(shí)作用 當(dāng)F為正值，且超過0.25pcDi時(shí) 當(dāng)F為負(fù)值時(shí)，應(yīng)按8.6校核圓筒的軸向穩(wěn)定 cmicp2KS2FD0.5p7-3JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)第一強(qiáng)度理論最大主應(yīng)力理論第二強(qiáng)度理論最大變形理論（未用）第三強(qiáng)度理論最大剪應(yīng)力理論第四強(qiáng)度理論能量理論（適用塑性材料） 適用于脆性材料當(dāng)tPD21I 適用于塑性材料當(dāng)02-31IIItPD t 32P-21213232221IV.D當(dāng)強(qiáng)度理論及其相

5、應(yīng)的強(qiáng)度條件JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)0422,t4PD321tPDtPDtPD 圓筒： 主應(yīng)力： JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式；根據(jù)前面所講的第三強(qiáng)度理論，有：將直徑換為D=Di+t,其中壁厚t= ；將壓力換為計(jì)算壓力Pc；考慮其載荷組合系數(shù)K，將 改為KSm，則有： 02-31IIItPD當(dāng) mcKSP.2DiJB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 故壁厚為內(nèi)壓與經(jīng)向薄膜應(yīng)力F同時(shí)作用： 還是按照第三強(qiáng)度理論，可以推導(dǎo)出壁厚： cmicpKSD.p2-F3JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)球殼JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 僅受內(nèi)壓作用 當(dāng)pc0.4KSm時(shí) 當(dāng)p

6、c0.4KSm時(shí)cmicpKSRp25.05.0) 1(2emcKSpiR7-47-5cmicpKSRp25.05.07-4JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 僅受內(nèi)壓和徑向薄膜力F作用 當(dāng)F為正值時(shí) 當(dāng)F為負(fù)值時(shí)，應(yīng)校核球殼穩(wěn)定性，若不存在雙軸 向壓縮時(shí)，則按8.6校核球殼穩(wěn)定cmicpKSFRp25. 05 . 07-6JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 球殼：對于球殼的主應(yīng)力為：利用上述的推導(dǎo)方式：4tPD21JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 內(nèi)壓與經(jīng)向薄膜應(yīng)力F同時(shí)作用： 還是按照第三強(qiáng)度理論，可以推導(dǎo)出壁厚：-F3JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)錐殼JB4732-1995南京工業(yè)

7、大學(xué)錐殼的計(jì)算厚度，應(yīng)根據(jù)載荷情況確定。 僅受內(nèi)壓時(shí))4 . 0(5 . 0mccmiccKSppKSRp)4 . 0)(1(mcKSpicKSpRemc7-77-8JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 內(nèi)壓與徑向薄膜力F同時(shí)作用 當(dāng)F0且F0.5pcRic時(shí) 當(dāng)F為負(fù)值時(shí)，按8.6校核錐殼穩(wěn)定cmiccpKSFRp5 . 05 . 07-9JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 錐殼： 由錐殼體的應(yīng)力分析可知，受均勻內(nèi)壓的錐形殼體的最大應(yīng)力在大端。tPD2maxJB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 同樣可以推導(dǎo)出壁厚 內(nèi)壓與經(jīng)向薄膜應(yīng)力F同時(shí)作用： 還是按照第三強(qiáng)度理論，可以推導(dǎo)出壁厚：-F3JB4

8、732-1995南京工業(yè)大學(xué)封頭 封頭半球形封頭碟形封頭冠形封頭橢圓形封頭JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)橢圓封頭橢圓封頭球形封頭球形封頭JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)球冠形封頭球冠形封頭JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 半球形封頭計(jì)算厚度 半球形封頭的計(jì)算厚度可以按照7.4設(shè) 計(jì)計(jì)算。 封頭與圓筒的連接，當(dāng)厚度不一樣 時(shí)，過渡連接形式采用附錄H。注意1注意2cmicpKSRp25.05.07-4JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 碟形封頭計(jì)算厚度推值。不允許采用曲線外的外值，線范圍內(nèi)的可以采用內(nèi)插值法在曲確定。時(shí)，按圖且ici1708. 0p002. 0DrKSRm當(dāng) 當(dāng)pc/KSm

9、0.08時(shí)，用下式求取:當(dāng)當(dāng)/R/Ri i0.002時(shí)，封頭的設(shè)計(jì)須按附錄時(shí)，封頭的設(shè)計(jì)須按附錄A、附錄、附錄B進(jìn)行。必要時(shí)尚應(yīng)校核其穩(wěn)定性。進(jìn)行。必要時(shí)尚應(yīng)校核其穩(wěn)定性。7-10JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)碟形封頭厚度設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意：與封頭切線處相接的圓筒段，從封頭切線量起應(yīng)有一段不小于的距離，其間之厚度不小于封頭的計(jì)算厚度。向較薄圓筒的過渡連接應(yīng)在此段距離以外。封頭設(shè)計(jì)尚應(yīng)滿足: a)球冠部分的內(nèi)半徑不大于封頭內(nèi)直徑; b)封頭過渡區(qū)內(nèi)半徑應(yīng)不小于封頭內(nèi)直徑的6%，且不得小于3倍的名義厚度。JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭(長短軸之比為

10、2:1)的計(jì)算厚度，按圖7-1中參數(shù)為r/Di=0.17的曲線確定長短軸比不等于2的橢圓形封頭的設(shè)計(jì)應(yīng)作為相當(dāng)?shù)牡畏忸^或按附錄A、附錄B分析確定。與封頭切線處相接的圓筒段、以及向較薄圓筒的過渡連接等，均與7.6.2的有關(guān)要求相同橢圓形封頭厚度設(shè)計(jì)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)球冠形端封頭 球冠封頭可做端封頭，也可做兩端獨(dú)立受壓室的中間封頭如7-2所示。JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 封頭的計(jì)算厚度:7-11JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)球冠形中間封頭當(dāng)不能保證在任何情況下封頭兩側(cè)的壓力都同時(shí)作用時(shí)則應(yīng)分別按下列兩種情況計(jì)算封頭厚度，取其較大值：a

11、)只考慮封頭凹面受壓，計(jì)算厚度按式(7-11 )確定，Q值由圖7-4查取;b)只考慮封頭凸面?zhèn)仁軌?，?jì)算厚度按式(7- I 1 )確定，Q值由圖7-5查取。此外，還不應(yīng)小于按8.4.4確定的有效厚度。JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)球冠形中間封頭當(dāng)能夠保證在任何情況下封頭兩側(cè)的壓力同時(shí)作用時(shí)，可以按封頭兩側(cè)的壓力差進(jìn)行設(shè)計(jì);當(dāng)封頭一側(cè)為正壓，另一側(cè)為負(fù)壓時(shí)，則必須按封頭兩側(cè)的壓力差進(jìn)行設(shè)計(jì):，a)當(dāng)壓力差的作用使封頭凹面?zhèn)仁軌簳r(shí)，封頭計(jì)算厚度按式(7-11 )確定，Q值由圖7-4查取;b)當(dāng)壓力差的作用使封頭凸面?zhèn)仁軌簳r(shí)，封頭計(jì)算厚度按式(7-11 )確定，Q值由圖7-5查取。此外還不應(yīng)小于

12、按8.4.4確定的有效厚度。JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)與封頭連接的圓筒在任何情況下，與球冠形封頭連接的圓筒厚度應(yīng)不小于封頭厚度。否則，應(yīng)在封頭與圓筒間設(shè)置加強(qiáng)段過渡連接。圓筒加強(qiáng)段的厚度r應(yīng)與封頭等厚;端封頭一側(cè)或中間封頭兩側(cè)的加強(qiáng)段長度均應(yīng)不小于，如圖7-2所示對于碟形和橢圓形封頭，內(nèi)壓以外的載荷影響應(yīng)按附錄A、附錄B及附錄K確定。JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 對于封頭的錐形或球形部分，組合載荷的影響可按7.3, 7.4及7.5中的方法處理與封頭連接的圓筒JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)錐殼大端與圓筒的連接本

13、條規(guī)定適用于僅受內(nèi)壓，具有同一回轉(zhuǎn)軸且采用對接焊縫的錐殼大端與圓筒的連接，焊縫接合處與另一接合處或總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的距離應(yīng)不小于ri5 . 05 . 2DJB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 凡半頂角 者，查圖7-6，若 比值與值得交點(diǎn)位于曲線左上方，連接處圓筒和錐殼的厚度分別按7.3與7.5計(jì)算。 ， 比值與值得交點(diǎn)位于圖7-6曲線右下方時(shí)，在連接處鄰近的錐殼和圓筒必須予以整體補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)體的厚度按下式計(jì)算：127p-2pcmicrKSDQ30mcKSp30mcKSp其中Q值以 比值及半頂角值查圖7-7確定mcKSpJB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732

14、-1995南京工業(yè)大學(xué)且規(guī)定： a：任何情況下， 值不得小于按7.5 計(jì)算的厚度。 b：連接處的圓筒段，應(yīng)增加厚度的長度范圍不小于 。 c：連接處的錐殼段，應(yīng)增加厚度的長度范圍不小于 。rri5 . 02D2cos2riDJB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)錐殼小端與圓筒的連接 本條規(guī)定適用于僅受內(nèi)壓、具有同一回轉(zhuǎn)軸兩元件且采用對接焊縫的錐殼小端與圓筒的連接，焊縫接合處與另一接合處或總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)處的距離應(yīng)不小于risD5 . 05 . 2JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 凡半頂角45者，查圖7-8，若pc/KSm比值與值的交點(diǎn)位于曲線左上方，連接處圓筒和錐殼的厚度分別按7.3與7.5計(jì)算。J

15、B4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 45，pc/KSm比值與值的交點(diǎn)位于圖7-8右下方時(shí)，連接處的錐殼和圓筒必須予以整體補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)的厚度按下式計(jì)算cmiscrpKSDQp2其中Q值以pc/KSm比值及半頂角值查圖7-9確定7-13JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)且規(guī)定： ：任何情況下，r值不得小于距離連接 點(diǎn) 處的按7.5計(jì)算的錐殼厚度 ：連接處的圓筒段，應(yīng)增加厚度的長度范圍不小 于 ：連接處的錐殼段，增加厚度的長度范圍不小于cosrisDrisDcosrisDJB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 錐殼小端與圓筒連接處的過渡連接 當(dāng)半頂角4560的范圍內(nèi)，小端連接處必須采用折邊過渡連接(見圖7-10 )。過渡區(qū)的轉(zhuǎn)角半徑為rs0.05Dis，且不小于錐殼過渡區(qū)厚度的3倍。JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué) 小端過渡區(qū)的厚度，按式(7-13)計(jì)算，但其中的Q值由圖7-11查取。同時(shí)尚應(yīng)滿足下列要求:JB4732-1995南京工業(yè)大學(xué)：任何情況下，過渡區(qū)的厚度應(yīng)r應(yīng)不小于過渡 區(qū)相接點(diǎn)的距離為 處的錐殼按7.5計(jì)算的錐殼厚度：與過渡區(qū)相接的圓筒段，厚度應(yīng)與過渡區(qū)厚度r相同，此增加厚度的長度范圍應(yīng)不小于 ：與過渡區(qū)相接的錐殼段厚度，應(yīng)與過渡區(qū)厚度r相同，此錐殼段的長度應(yīng)不小于cosrisDrisDcosrisDJB4