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1、四川大学实验报告书四川大学实验报告书课程名称：- 实验名称：内压薄壁容器应力计算机辅助设计 系别：- 专业：- 班号：- 姓名：- 学号：-实验日期：2013 年 3 月 10 日 同组人姓名 ：- 教师评定成绩： 一、实验名称一、实验名称内压薄壁容器应力计算机辅助测试二、实验目的二、实验目的1.了解实验应力测量的常用方法。2.掌握仪器设备的基本原理和使用方法。3、分析处理实验测量数据，与理论值进行对比。三、主要实验仪器三、主要实验仪器四种封头容器 120 欧姆应变片 10 带 20 个监测点的应变仪 DH3818 配套软件 四、实验原理四、实验原理应力是因为外因（受力、温度变化等）或内在缺陷
2、而产生变形时，其内部单位截面上形成的内力，压力容器的应力来自于其内或外的压力。直接测应力是很困难的，而通过测量应变而间接测量应力是很方便的。实验中，先用电阻应变计测出容器表面的线应变，通过胡克定律即可算出容器在改方向的应力。薄壁容器的广义胡克定律 ： 22(.)1(.)1EE 、 位容器经向、环向主应力。容器经向和环向主应变。E-弹性模量，在此实验中 E=2*105MPa。-泊松比，实验所用材料=0.28。很显然，当容器材料一定时，E 和 为常量，如果能测出容器不同部位的经向应变和环向应变，则根据式即可计算出容器的各项应力。五、实验内容与步骤五、实验内容与步骤1.实验前仔细阅读实验操作规程，熟
3、悉实验原理和操作方法。2.系统上电，打开应变仪电源和计算机开机并运行监控程序。3.容器加压与测量读数。通过手摇泵对容器进行加压，分布测量容器加压和减压过程中的2.5kg/cm2、5.5kg/cm2、8.5kg/cm2 压力下的各点应变值并记录。4.重复第 3 步，测量至少三组数据。六、实验数据记录和处理六、实验数据记录和处理1.1.数据记录数据记录椭圆封头数据如下：椭圆封头数据如下：应变2.5kg/cm25.5kg/cm28.5kg/cm2椭圆椭圆封头封头经向环向经向环向经向环向增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压1113118111111236239228234358358351
4、3472102103939221321319420032532530125633843514995911051091481491681634454611994962225148148413752830-16-186463-33-299898-45-4864042-31-348586-70-67131132-102-10572830-35-375960-77-739192-113-11682629-37-375959-76-749393-114-11893535353273737276114113116112106747451213981012021156153理论值实测值椭圆椭圆封头封头应变应
5、力应变应力经向环向经向环向经向环向经向环向11535151.342.542.235835198.997.52136.614338.339.332530188.784.5313413437.237.214916842.344.94129.9134.836.437.11484134.517.55115.3135.633.336.498-4518.4-4.16186.9-209.627.8-34.2132-10222.3-14.57167.3-204.123.9-34.292-11312.9-19.38165.8-242.321.3-42.593-11413.1-19.5946.8182.821.3
6、42.511311631.631.61046.8182.821.342.52115613.834.8平板封头数据如下：平板封头数据如下：应变2.5kg/cm25.5kg/cm28.5kg/cm2平板平板封头封头经向环向经向环向经向环向增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压10-1461591510146150353023323124934474512312111011220519917317134-25-404138-49-559698-65-691521505-11-264241-15-20101105-11-15162160610-649483227117120625718518
7、472510545368651081321191142052028362158579591136140161155217215942276059110108 14314718618022722410理论值实测值平板平板封头封头应变应力应变应力经向环向经向环向经向环向经向环向146.8182.821.342.532.523221.252.3246.8182.821.342.520217254.349.63380.49.7583.125.24-30.1107.6021.5-6711511.928.75-12.5169.17.234.6-13161734.1696.8169.131.342.659.
8、5184.524.143.57174.515547.344.2116.5203.537.751.28181.7195.651.353.515821647.456.59191.7202.253.955.5183225.553.4160.110203.1203.156.456.4椎体封头数据如下：椎体封头数据如下：应变2.5kg/cm25.5kg/cm28.5kg/cm2椎体椎体封头封头经向环向经向环向经向环向增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压11817787439381701686060260262223239288515019919877783053063-148-148-99-
9、100-322-324-214-218-494-496-330-3344132130-3-7289290-13-9445447-20-155403812612385832742761281284194246 7876615161514414323242222238982417181753512626818290072-1-21513-3-3202110002033107781213理论值实测值椎体椎体封头封头应变应力应变应力经向环向经向环向经向环向经向环向146.8182.821.342.56026028.960.3246.8182.821.342.57830535.371346.9182.3
10、21.342.4-496-330-127.6-102.1422.522.566447-2095.723.3525191.611.222.312841953.499.2621.882.69.819.3722.357.18.313.72422218.649.2810.247.95.111268110.619.3910.6173.34.3-3200.64.3100000812-0.92.3球形封头数据如下：球形封头数据如下：应变2.5kg/cm25.5kg/cm28.5kg/cm2球形球形封头封头经向环向经向环向经向环向增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压1101144463131106
11、1075049172172213124850363611411458571831823980021211131313243232171977773939118117616056252521235858484889887473716161920414141406362616083435292976776260117117939191212182030304041464661611029292020666643421021016665理论值实测值球形球形封头封头应变应力应变应力经向环向经向环向经向环向经向环向146.8182.821.342.54917221.240.3246.8182.821.3
12、42.55718323.643.1376.576.521.321.33136.92.4476.576.521.321.31176129.220.3576.576.521.321.3676.576.521.321.3887423.721.3776.576.521.321.3626117.216.9876.576.521.321.3117933127.1976.576.521.321.3466113.7161076.576.521.321.3101662620.4七、误差分析七、误差分析1.数值上实验与理论值差别分析,数值上差别可能有应变仪机应变片误差、容器的原因和人为原因。由表 2 和表 3 对
13、比可知，几乎实测值的每一组都比理论值大，由此判定应该是压力表或者是应变检测装置的误差，也又很小可能是容器本生问题，经分析有以下几种可能的情况。A.压力表在压力大于 0 进行调零，导致所测出的压力每一组都小于实际压力,从而导致实测结果偏大。B.应变片的电阻或应变检测仪的误差，使测得的应变比实际应变偏大。C.容器因为使用时间比较久，其容器壁有一定的磨损，导致计算出的应力理论值比实际值偏小。2.分布趋势上理论与实验所测的不同，在分布趋势上与所计算的理论值不同，主要是由计算方法和容器的制造误差决定得。A.在封头与筒体连接处，由于结构不连续，其周围会产生很大的不连续应力，所以式（及薄膜应力公式）并不适用
14、于连接处B.焊缝影响，封头与筒体之间的焊缝可能有残余应力等焊接缺陷，使焊缝处的受力状况发生改变。C.由于制造误差导致部分地方壁厚或形状并不均匀，导致部分地方应力分布不均。如球形封头并不是完全的球形等。D.贴片问题，因为贴片时每片应变片与容器壁的贴合程度不同，更重要的是每片应变片贴的角度有一定的误差。若贴片与经向或周向有一定的角度，实测值都会比实际值小。八实验小结八实验小结答：由于实验仪器老化等原因导致实验数据与理论数据有一定的偏差。通过此实验，更重要的是了解应力测试方法及应力测试的操作流程，特别是意识到应变片贴片的重要性。筒体部分经向应力是环向应力的一半。分头部分应力经向和环向相等，并且是筒体环向应力的一半当压力增加为 2 倍后，各部分应力也随着增加为两倍，由此可知容器的应力与压力成正比。
