压力容器的开孔与接管46

在短轴的两端
说明:开椭圆孔时,最大应力在孔边缘 0、 处(在长轴两端)
q2 2q1



max
min
max
min

q2 (1
q2
q2 (1
q1 (1
§12.2 开孔接管处应力集中系数的计算
一.开孔接管时的应力集中 1.壳体上开孔与平板开小孔有以下差别: (1)开孔不是小孔. 如:人手孔 .故开小孔的假设不成立其理论不能运用. (2) 容器壳体是曲面,与平板不同. 因为在开孔处由于曲面的影响,壳体存在弯曲应力 (3)容器开孔接管后,接管对开孔边缘有约束作用.而平板开小孔理论,没有考虑接管约束问题,所
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配0料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并中3试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
以对 开孔接管问题,必须寻求新的分析方法. 2.接管区的应力分析 (1)利用”力法”可求出该区域的应力分布情况和应力值 “力法”:根据平衡,几何和物理方程 (2)根据理论计算和实际结果,查接管区的应力分布图 12-7
二开孔接管源自文库的应力集中系数计算
1. 应力集中系数 K 的概念: (1)作用: 求接管处的最大应力峰值 max

1 2 q1
当
当

1 2


0、时， min q2



2
)
r
时，

r 0 (12 8)
max
q2
2
(2)长轴 a 垂直于受拉方向时
①孔口处的应力解(12-9)
②孔口处的 分布规律
2.双向受拉伸时的应力分析
大
2.5
r=a
0 0
2q max
处的分布规律:
倍.( q2
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配0料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并中3试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
3
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配0料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并中3试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

3q
1
1.分析对象: q1D较q2小 q
2.孔区附近的应力解
3.
球半径R较大
在开孔区域的壳近似板
利用 q1 q2 q 代入(12-4)可知(12-5),即
r

r 0


q1
q1

孔边缘处的应力特点:①当
四. 圆筒壳开小孔 1.分析对象: k 较大,
将开孔系数

(2) 椭圆封头上开孔的 K.
中的

n
改用
②适用条件: 不能用指数法时采用
③曲线种类: 图 12-12 球壳 平齐
④曲线适用条件: 30


n
图 12-13 球壳 内入
二.薄球壳开小孔的应力分析
(12-1)式
孔边缘处的应力 rr
②r=a 时 孔边缘处的周向应力分布特点:
0 0
q(1 2 cos 2 )
当 0、时，平行于q方向的 q
当


2
时，垂直于q方向的
③r>a 时 随 r 的增大而迅速减小.由(12-1)式可知.
结果:使孔附近的应力比薄膜应力大 5-6 倍,产生疲劳破坏和脆裂
12.1 容器壳体开孔时的应力分析
一.平板开小圆孔的应力分析
分析条件: 板长,宽>>孔径 2a
载荷 q//作用于板上
1. 单向拉伸时的应力分析
(1) 孔区附近的应力解
利用弹性力学理论解知
(2)
孔边缘处的应力特点: ①r=a 时
2. 双向拉伸时的应力分析:
一. 重点 1. 壳体开孔的压力特点 2. 开孔接管的应力集中系数的定义 3. 开孔补强的目的 4. 开孔补强的结构及方法 5. 等面积补强的原则 6. 等面积补强计算面积有哪些?
二. 壳体上开孔的原因
第十二章 压力容器开孔与接管
三. 壳体上开孔后产生的问题 1. 开孔后,造成壳壁不连续,在孔边缘产生应力集中 2. 接管后,壳体与管的结构不连续,产生的附加弯应力 3. 壳体接管的拐角处,由于 r 引起的局部应力.
2.应力解:
3.孔边缘处的应力特点:
a2 r2
a2 r2


r=a
时,孔边缘应力 rr
②孔边缘应力 =孔区域薄膜应力 q 的 2 倍.
/ D 较小, q1 2q2 ( 2 )
利用 q1 2q2 代入(12-4)可知(12-6)
说明: max 比孔口区域筒壳中
当
当
当 0、时，在长轴两端 min q1
当


2
0、时，在长轴两端：


2
时，在短轴的两端
时，在短轴两端：
(1)孔口处的应力解:由(12-8)与 (12-9)叠加即知(12-10)
(2)孔口边缘处的 分布规律(特点)
由(12-10)可知: 在长轴的两端

2a b
2a b
2b )
a
max
)
)

:

q2
q1
q1 (1
(0.5
2b ) a
2a b )q2
如:
max
2. K 的确定方法

K


球壳：
筒壳： max
max
(1)应力指数法 ①K 的大小: 查表 12-1
K K
②:适用条件 P235 (1)-(4) 注:径向接管:接管轴线与壳体半径同一方向
五. 平板开椭圆孔的应力分析
1.单方向受拉伸时的应力分析
(1)长轴平行于受拉方向时:
①孔口处 r=a 时的应力解(12-8)
(1)当
(2)

r=a
时
rr
0 0
q2 (3 2 cos 2 )
在孔边缘
由于其应力表达式较复杂,仅给出最重要的孔口应力表达式,即
②特点:孔口处的 分布规律:
非径向接管:轴线与壳体半径不同方向
(2)定义: K 设备实际最大应力 壳体基本薄膜应力
pDi 4 n
pDi 4 n
(2)应力集中系数曲线: ①曲线形成: 由理论与实践综合绘出
3. 应力集中系数曲线的推广应用
(1) 可用于补强壳体
注意:利用曲线查 K 时,将 nt n 改用 nt n nt 为接管厚度, nt 为加强后的厚度