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1、第一节 容器壳体的应力分析 第二节 圆平板中的应力 第三节 内压薄壁容器设计计算 第四节 法兰第二章 中低压容器设计容器壳体的应力分析 概 述压力容器分析方法1、解析法（数值法）：以弹性和塑性力学 与板壳理论为基础的精确数学解。2、极值法（有限单元法）3、实验应力分析法（电测法和光弹性法）容器壳体的应力分析 概 述 1.定义：以两个曲面 为界，曲面之间的 距离远比其他方向 小得多的物体。壳体的厚度：两 个曲面之间的距离 。壳体的中面：平 分壳体厚度的曲面 。容器壳体的应力分析薄壁壳体结构及分类2.分类：（1）根据中面的形状球壳 圆柱壳 圆锥壳 椭圆壳薄壳：（t/R）max0.1厚壳：反之（2）
2、根据壳体厚度t与中面 曲率半径之比：容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（一）引言1、轴对称问题：几何形状对称于回转轴 且任一横截面上受对称载荷作用。2、无力矩理论和有力矩理论：壳体内力：薄膜内力（N、N），由 于中面拉伸和剪切变形产生的。弯曲内力：（Q、M、M），由于中 面弯曲、扭曲变形而产生的。无力矩理论：只考虑薄膜内力。有力矩理论：考虑上述全部内力。容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（二）回转壳体的几 何特性母线：回转壳的中 面是回转曲面，它是 由一根平面曲线绕一 根在曲线平面内的定 轴旋转而成，这根曲 线称为母线。如OA。容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（二）回转壳体的几何
3、特性经线平面：通过回转轴 的平面。经线：经线平面与中面 的交线。平行圆：垂直于回转轴 的平面与中面的交线形成 的圆。该圆的半径称为平 行圆半径，用r表示。容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（二）回转壳体的几何特性第一曲率半径R1：经线 OA上任意点a的曲率半径 。第二曲率半径R2：过a与经 线垂直的平面切割中面形 成一曲线BaB，此曲线在a 点的曲率半径成为第二曲 率半径，用R2表示，它等 于沿a点法线n反向至旋转 轴相交的距离O2a。容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（二）回转壳体的几何特 性r= R2sin （2-1a ）dr=R1dcos （2-1b ）容器壳体的应力分析回转壳体
4、的无力矩理论（三）壳体微元及内力分量在上述回转壳中面上，用 两根相邻的经线ab和cd以及 两个相邻的平行圆ac和bd截 取壳体微元abcd。该微元的经线弧长为： dl1=R1d该微元的平行圆弧长为： dl2=rd微元面积：dA=R1drd容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论1.微元壳体上的内力分量：N径向薄膜内力（N/mm ）（作用在单位长度平行圆上 的拉力与压力，沿径向切线 ）N周向薄膜内力（N/mm ）（作用在单位长度经线上 的拉伸或压缩力方向，沿平 行圆切线）容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论2.坐标轴 X轴在a点与经线相切 Y轴在a点与平行圆相切 Z轴与中面垂直，沿a点 法线指向
5、旋转容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论3.内力分量容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论如图可知各内力分量在x、z轴上的投影值分别为：容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论上两式即为回转薄壳无力矩理论轴对称问题 的两个基本方程式。容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（2-6）上对于顶部封顶的回转壳 体，变换（2-4）为：容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（四）、计算薄膜应力的一般步骤：（1）确定计算点的第一和第二主曲率半径。（2）求出计算点的法向表面分布载荷。（3）列出微元平衡方程式（2-4），求出周向和径向应 力（这些均为未知内力）。（4）在计
6、算点截面处截取一部分为隔离体，画出受力 图，包括全部外力和未知内力，建立平衡方程式（2-8 ），然后与（3）联立解出两者应力。容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力以上两式为计算薄膜容器壳体中薄膜应力的计算公式。容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力容器壳体的应力分析回转壳体的无力矩理论（五）薄壁容器的薄膜应力
