化工機(jī)械與設(shè)備薄膜理論

第一節(jié)容器概述第二節(jié)容器殼體的薄膜應(yīng)力分析第三節(jié)圓形平板承受均布載荷時(shí)的彎曲應(yīng)力

第四節(jié)邊界區(qū)的二次應(yīng)力第五節(jié)對(duì)應(yīng)力的限制第九章壓力容器中的薄膜應(yīng)力、彎曲應(yīng)力

與二次應(yīng)力第一節(jié)容器概述容器結(jié)構(gòu)容器分類容器的幾何特點(diǎn)筒體封頭支座人孔接管容器分類

按壁厚分按承壓性質(zhì)分按壁溫分從監(jiān)察管理常壓容器低壓容器中壓容器高壓容器薄壁厚壁低溫常溫中溫高溫第二節(jié)容器殼體的薄膜應(yīng)力分析一、容器殼體的幾何性質(zhì)縱截面錐截面橫截面經(jīng)線緯線K2CK1第一曲率半徑第二曲率半徑平行圓半徑環(huán)向薄膜應(yīng)力經(jīng)向薄膜應(yīng)力區(qū)域平衡方程微體平衡方程

(1)回轉(zhuǎn)殼體曲面在幾何上是軸對(duì)稱的，殼壁厚度無突變;

材料是均勻連續(xù)且各向同性的;

曲率半徑是連續(xù)變化的；

(2)載荷在殼體曲面上的分布是軸對(duì)稱和連續(xù)的，沒有突變情況圓柱殼體球殼R2錐殼橢球殼σmσθ碟形封頭球面半徑R0球狀殼體的曲率半徑r圓柱殼直徑DABCR0rD第三節(jié)圓形平板承受均布載荷時(shí)的彎曲應(yīng)力

一、平板的變形與內(nèi)力分析周邊簡支周邊固支1、環(huán)形截面的變形及環(huán)向彎曲應(yīng)力中性圓環(huán)向彎曲應(yīng)力2、相鄰環(huán)形截面的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)及徑向彎曲應(yīng)力徑向彎曲應(yīng)力沿板厚線性分布中性層上下應(yīng)力符號(hào)相反最大應(yīng)力點(diǎn)3、應(yīng)力分布最大應(yīng)力點(diǎn)1．板內(nèi)為二向應(yīng)力狀態(tài)，且沿板厚呈線性分布，均為彎曲應(yīng)力；應(yīng)力沿半徑方向的分布與周邊支承方式有關(guān)；板內(nèi)最大彎曲應(yīng)力與(R/δ)2成正比。2．周邊固支圓平板的最大應(yīng)力為板邊緣表面處的徑向彎曲應(yīng)力；周邊簡支圓平板的最大應(yīng)力為板中心表面處的兩向彎曲應(yīng)力。若取=0.3，周邊簡支板的最大彎曲應(yīng)力約為固支板的1.65倍。二、彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力的比較和結(jié)論

周邊簡平板K=1.24/4=0.31周邊固支平板K=0.75/4=0.188

第四節(jié)邊界區(qū)的二次應(yīng)力幾何形狀不連續(xù)結(jié)論：封頭限制了筒體端部直徑的增大

環(huán)向壓縮應(yīng)力封頭限制了通體橫截面的轉(zhuǎn)動(dòng)軸向彎曲應(yīng)力半球形封頭與筒體連接處的二次應(yīng)力較小當(dāng)二者厚度相同時(shí)，沒有彎曲應(yīng)力幾何形狀不連續(xù)幾何形狀與載荷不連續(xù)材料不連續(xù)

邊緣應(yīng)力（二次應(yīng)力）產(chǎn)生原因相互連接的兩個(gè)零部件各自所欲發(fā)生的變形受到對(duì)方的限制而引起的影響因素載荷連接邊緣的幾何形狀、尺寸、材質(zhì)性質(zhì)局部性自限性1．局限性——

大多數(shù)都有明顯的衰減特性，隨離開邊緣的距離增大，邊緣應(yīng)力迅速衰減。

2．自限性——

彈性變形相互制約，一旦材料產(chǎn)生塑性變形，彈性變形約束就會(huì)緩解，邊緣應(yīng)力自動(dòng)受到限制，即邊緣應(yīng)力的自限性。應(yīng)力分類一次應(yīng)力二次應(yīng)力對(duì)應(yīng)力的限制1、對(duì)一次總體薄膜應(yīng)力的限制2、對(duì)一次彎曲應(yīng)力的限制3、對(duì)二次應(yīng)力的限制第五節(jié)對(duì)應(yīng)力的限