蝶形封頭承受壓力的變化
2013-09-23 09:37:01
碟形封頭由球面部分、直邊段以及過渡區(qū)三部分組成，所以在過渡區(qū)的兩端經(jīng)線曲率半徑有突變，過渡區(qū)連接球面部分和直邊段將發(fā)生邊緣應(yīng)力。碟形封頭邊緣應(yīng)力的大小和過渡區(qū)半徑與球面半徑的比值有關(guān)，比值越小，曲率邊境突變的越厲害，邊緣應(yīng)力越大，當(dāng)比值到 即過渡區(qū)半徑為0時，碟形封頭就演變成球冠封頭與直筒體，此時邊緣應(yīng)力到大值。所以碟形封頭的過渡區(qū)就是為了降低邊緣應(yīng)力，而直邊部分目的為了防止邊緣應(yīng)力作用在封頭和筒體連接的焊縫上；錐體的主體局部在內(nèi)壓作用下，大薄膜應(yīng)力發(fā)生在大端。錐體和圓筒局部連接處，由于幾何不連續(xù)性，曲率半徑突變，因此該處會產(chǎn)生較大的橫向推力，引起較大邊緣應(yīng)力，容易發(fā)生彎曲，故需加強。對小端，任何情況下加強段的厚度不得小于相連接的錐殼厚度，錐殼加強段長度應(yīng)不小于 圓筒加強段長度應(yīng)不小于。
球冠形封頭在球面與圓筒連接處其曲率半徑發(fā)生突變同時因兩殼體無公切線而存在橫向推力，所以發(fā)生相當(dāng)大的不連續(xù)應(yīng)力，因此這種封頭一般只能用于壓力不高的場所，且封頭與筒體連接的角焊縫 采用全焊透結(jié)構(gòu)。對球冠形封頭進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)注意與封頭連接的圓筒厚度應(yīng)不小于封頭厚度，否則應(yīng)在封頭與圓筒間設(shè)置加強段過渡連接。圓筒加強段的厚度應(yīng)與封頭等厚，長度應(yīng)不小于 目的消減邊緣應(yīng)力。對大端軸向彎曲應(yīng)力為主要控制因素，且屬二次應(yīng)力，所以應(yīng)力強度控制在內(nèi)；對小端，由于小端與圓筒連接處的應(yīng)力狀況主要為平均周向拉應(yīng)力和平均徑向壓應(yīng)力，屬局部薄膜應(yīng)力，所以應(yīng)力強度可以控制在內(nèi)，但由于此處局部薄膜應(yīng)力有可能逾越邊緣效應(yīng)的分布范圍，為起見，取應(yīng)力強度控制在以內(nèi)。對大端，任何情況下加強段的厚度不得小于相連接的錐殼厚度，加強段長度應(yīng)不小于，圓筒加強段長度應(yīng)不小于。