第八章 压力容器简介与薄膜应力.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Qingdao University of Science and Technology,*,第七章 压力容器中的薄膜应力、弯曲应力和二次应力,图,1-1,常减压精馏装置,2026/2/5 周四,1,Qingdao University of Science and Technology,2026/2/5 周四,2,Qingdao University of Science and Technology,图,1-2,汽油稳定塔与电精制工艺,2026/2/5 周四,3,Qingdao University of Science and Technology,图,1-3,具有成型顶盖的立式圆筒形储罐,2026/2/5 周四,4,Qingdao University of Science and Technology,图,1-4,具有成型顶盖的卧式圆筒形储罐,2026/2/5 周四,5,Qingdao University of Science and Technology,图,1-5,球形容器群,2026/2/5 周四,6,Qingdao University of Science and Technology,图,1-6,催化汽油稳定塔的再沸器,2026/2/5 周四,7,Qingdao University of Science and Technology,第一节 回转壳体中的薄膜应力,一、容器壳体的几何特点,1,、容器：设备的外壳。,2026/2/5 周四,8,Qingdao University of Science and Technology,2,、容器的几何特点,回转曲面：,以任何直线或平面,曲线为母线，绕,其同平面内的轴,线旋转一周所形,成的曲面。,2026/2/5 周四,9,Qingdao University of Science and Technology,回转壳体的几何特点,纵截面：,用过,C,点和回转轴的平面截开壳体得到的截面称为纵截面。,锥截面：,用过,C,点并与回转壳体内表面正交的倒锥面截开壳体得到的截面称为锥截面。,横截面：,用垂直于回转轴的平面截开壳体得到的截面称为横截面。,2026/2/5 周四,10,Qingdao University of Science and Technology,回转壳体的几何特点,2026/2/5 周四,11,Qingdao University of Science and Technology,二、回转壳体上的拉伸应力,环向薄膜应力、经向薄膜应力,2026/2/5 周四,12,Qingdao University of Science and Technology,回转薄壳上的环向应力,2026/2/5 周四,13,Qingdao University of Science and Technology,薄膜应力理论在圆柱壳体上的应用,，,2026/2/5 周四,14,Qingdao University of Science and Technology,，,1,、环向,薄膜应力：,、经向薄膜应力：,其中为壳体中径。,两点结论：,环向,应力是经向（轴向）应力的倍。,筒体壁厚与直径的比值决定应力水平的高低，而不是壁厚的绝对值。,2026/2/5 周四,15,Qingdao University of Science and Technology,，,、球壳上的薄膜应力,对于球壳，没有轴向和环向之分。,直径与内压相同，球壳内应力仅是圆筒形壳体环向应力的一半，即球形壳体的厚度仅需圆筒容器厚度的一半。,当容器容积相同时，球表面积最小，故大型贮罐制成球形较为经济。,2026/2/5 周四,16,Qingdao University of Science and Technology,、薄膜应力理论在椭圆壳体上的应用,2026/2/5 周四,17,Qingdao University of Science and Technology,标准椭圆封头的薄膜应力,化工常用标准椭圆形封头，,a/b=2,，故有：,在椭圆封头的顶点处：,在赤道处：,其薄膜应力的分布特点为：,顶点应力最大，经向应力与环向应力是相等的拉应力。,顶点的经向应力比边缘处的经向应力大一倍；,顶点处的环向应力和边缘处相等但符号相反。,应力值连续变化。,2026/2/5 周四,18,Qingdao University of Science and Technology,、,薄膜应力理论在锥形壳体上的应用,锥形壳体锥截面上的薄膜应力,2026/2/5 周四,19,Qingdao University of Science and Technology,锥形壳体环向应力是经向应力两倍，,随半锥角,a,的增大而增大；,半锥角要选择合适，不宜太大。,在锥形壳体大端,r=R,时，应力最大，在锥顶处，,应力为零。因此，一般在锥顶开孔。,2026/2/5 周四,20,Qingdao University of Science and Technology,第二节 圆形平板承受均布载荷时的弯曲应力,2026/2/5 周四,21,Qingdao University of Science and Technology,一、平板变形与内力分析,1,、环向弯曲应力,2,、径向弯曲应力,2026/2/5 周四,22,Qingdao University of Science and Technology,2026/2/5 周四,23,Qingdao University of Science and Technology,3,、环向和径向弯曲应力的分布规律及最大值,2026/2/5 周四,24,Qingdao University of Science and Technology,周边简支、承受均布载荷的圆平板，最大弯曲应力,出现在板的中心处，其值为：,对于化工用钢，,则：,周边固支、承受均布载荷的圆平板，最大弯曲应力,出现在板的四周，其值为：,上述公式中的“,”,代表圆板上表面的应力，,带“”表示的是下表面的应力。,2026/2/5 周四,25,Qingdao University of Science and Technology,二、弯曲应力与薄膜应力的比较与结论,上面两个式可以统一为：,其中,K,为系数，对于周边简支圆平板：,对于周边固支圆平板,：,为了与同直径，同厚度的圆柱形壳体所产生,的薄膜应力进行比较，将上式写成：,可见圆平板的应力是圆柱体的,倍，,此值非常大。,2026/2/5 周四,26,Qingdao University of Science and Technology,第三节 边界区内的二次应力,一、边界应力产生的原因,2026/2/5 周四,27,Qingdao University of Science and Technology,二、影响边界应力大小的因素,2026/2/5 周四,28,Qingdao University of Science and Technology,三、边界应力的性质,边缘应力具有局限性和自限性两个基本特性：,（,1,）局限性,大多数都有明显的衰减波特性，随离开,边缘的距离增大，边缘应力迅速衰减。,（,2,）自限性,弹性变形相互制约，一旦材料产生塑性,变形，弹性变形约束就会缓解，边缘应力自动,受到限制，即边缘应力的自限性。,塑性好的材料可减少容器发生破坏。,2026/2/5 周四,29,Qingdao University of Science and Technology,