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1、第四章 外压容器设计,第三节 外压圆筒的设计计算,第三节 外压圆筒的设计计算,外压圆筒设计,解析法,图算法,特点：反复试算，比较繁琐。,图算法原理：（标准规范采用）,（4-8）,（4-15）,第三节 外压圆筒的设计计算,为避开材料的弹性模量E（塑性状态为变量），采用应变表征失稳时的特征：,不论长圆筒或短圆筒，失稳时周向应变（按单向应力时的虎克定律）为：,将长、短圆筒的 pcr公式分别代入应变式中，得,长圆筒,短圆筒,第三节 外压圆筒的设计计算,令A=cr，以A作为横坐标，L/Do作为纵坐标，Do/te作为参量绘成曲线；见图4-11,（1）几何参数计算图：L/Do-Do/te-A关系曲线,与材料
2、弹性模量E无关，对任何钢材的筒体都适用。,第三节 外压圆筒的设计计算,长圆筒与纵坐标平行的直线簇，失稳时 周向应变A与L/Do无关；短圆筒斜平行线簇，失稳时A与 L/Do、Do/te都有关。,（2）厚度计算图（不同材料）：B-A关系曲线,即,第三节 外压圆筒的设计计算,由该式建立B与A的关系图,第三节 外压圆筒的设计计算,工程设计方法,外压圆筒（Dote）,薄壁圆筒（Dote20）,厚壁圆筒（Dote20）,第三节 外压圆筒的设计计算,Do/te20薄壁筒体，稳定性校核：,a.假设名义厚度tn，令te=tn-C，算出L/Do和Do/te；,b.以L/Do、Do/te值由图4-11查取A值（遇中
3、间插值），若L/Do值大于50，则用L/Do=50查图；若L/Do值小于0.05，则用L/Do=0.05查图,c.由材料选厚度计算图（图4-12图4-15）,第三节 外压圆筒的设计计算,B 按(a)式计算许用外压p,温度对应的曲线在图上没有时，插值,（b）,A在材料线左方时，按(b)式计算许用外压p：,系 数 A,设计温度,根据,(a),第三节 外压圆筒的设计计算,图算法求解过程,第三节 外压圆筒的设计计算,第三节 外压圆筒的设计计算,1、真空容器有安全装置时：无安全装置时：p=0.1Mpa,2、带夹套的真空容器p取真空容器的设计压力加上夹套压力,3、其它外压容器（包括带夹套的外压容器）p应不
4、小于容器正常工作过程中可能出现的最大内外压力差即：p(po-pi)max,注意：最大内外压差的取值,四、设计参数的规定,设计压力,第三节 外压圆筒的设计计算,四、设计参数的规定,压力试验,第三节 外压圆筒的设计计算,不带夹套的外压容器和真空容器,试验压力,带夹套外压容器,夹套容器是由内筒和夹套组成的多腔压力容器，各腔的设计压力通常是不同的，应在图样上分别注明内筒和夹套的试验压力值。,内筒试验压力,在确定了夹套试验压力后，还必须校核内筒在该试验压力下的稳定性。如不能满足外压稳定性要求，则在作夹套的液压试验时，必须同时在内筒保持一定的压力，以确保夹套试压时内筒的稳定性。,夹套：,按内压容器确定试验
5、压力。,第三节 外压圆筒的设计计算,计算长度,第三节 外压圆筒的设计计算,计算长度：筒体外部或内部两相邻刚性构件之间的最大距离，通常封头、法兰、加强圈等均可视为刚性构件。,第三节 外压圆筒的设计计算,第三节 外压圆筒的设计计算,加强圈的设计计算,将长圆筒转化为短圆筒，可以有效地减小筒体厚度、提高筒体稳定性。,目的,加强圈设计,加强圈的间距,截面尺寸,结构设计,第三节 外压圆筒的设计计算,1、加强圈的间距,设置加强圈，必须使其属于短圆筒才有实际作用。,加强圈数量增多，Lmax值减小，筒体厚度减薄；反之，筒体厚度须增加。,第三节 外压圆筒的设计计算,2、加强圈截面尺寸的确定,目 的：,增强筒壁截面
6、的抗弯曲能力,方法思路：,通过增加截面惯性矩 J 来提高筒壁截面的抗弯曲能力，满足 Js大于并接近J,3、加强圈的结构设计,材料：多为碳素钢。筒体为贵重金属，在筒体外部设置碳素钢加强圈，节省贵重金属。,第三节 外压圆筒的设计计算,加强圈两侧的间断焊缝可错开或并排，但焊缝之间的最大间隙对外加强圈为8n，对内加强圈12n（n为筒体的名义厚度）。,第三节 外压圆筒的设计计算,加强圈的形式及连接结构,要求：,3、加强圈的结构设计（续）,#加强圈应整圈围绕在筒体的圆周上，不许任意削弱或割断。#设置在内部的加强圈，若开设排液孔、排气孔，削弱或割断的弧长不得大于图4-18所给定的值。,第三节 外压圆筒的设计计算,本节重点,（1）外压容器设计参数的规定；（2）设置加强圈的目的及结构要求。,本 节 完,谢谢大家！,
