第三章第四节2厚壁圆筒应力ppt课件.ppt
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1、第四节 厚壁圆筒在内压作用下的应力,锅炉及中、低压容器中采用的各类圆筒形受压元件,一般都是按薄壁圆筒进行应力分析和强度计算的,这样处理通常能满足安全使用的要求。 如前所述,厚壁与薄壁是相对的,并没有一个严格的界限。实际采用的圆筒形元件都有一定的壁厚,严格的讲,应力沿壁厚并不是均匀分布的,把实际圆筒形元件看做薄壁圆筒壳是一种近似处理,存在着误差。壁厚越厚,这种误差就越大。对于高压容器及某些特定情况,为了严格、精确地进行安全设计和安全评定,必须按厚壁圆筒体进行应力分析,了解应力沿壁厚的分布情况。,一、圆平板在内压作用下的弯曲,二、绕度微分方程及其求解,三、径向应力分与环向应力分析,四、厚壁与薄壁圆
2、筒应力公式的比较,一、厚壁壳体的应力特点,二、轴向应力分析,第四节 厚壁圆筒在内压作用下的应力,五、单层厚壁圆筒应力承载的局限性,对于回转薄壳,认为其承压后的变形与气球充气时的情况相似,其内力与应力是张力,沿壳体厚度均匀分布,呈双向应力状态,壳壁中没有弯矩及弯曲应力。这种分析与处理回转薄壳的理论叫无力矩理论或薄膜理论。,1、环向应力沿壁厚(径向)方向是不均匀的。,2、径向应力沿壁厚非均匀分布,厚壁圆筒的应力特点,*里层材料的约束*外层材料的限制,变形,各层材料变形的相互约束和限制,1、三向应力-环向应力、轴向应力、径向应力,2、应力梯度-环向应力和径向应力沿壁厚非均匀分布,3、温差应力-沿壁厚
3、的温差引起的热应力不可忽视,厚壁圆筒的应力特点,* 轴对称问题* 静不定问题,二、轴向应力 厚壁圆筒两端封闭承受内压时,在远离端部的横截面中,其轴向应力可用截面法求得。如图3-16所示,,假定将圆筒体横截成两部分,考虑其中一部分轴向力的平衡,有:,(3-45),轴向应力; R0 ,Ri厚壁圆筒体的外半径及内半径; K厚壁圆筒体外半径与内半径之比;P内压。,三、环向应力 和径向应力,随半径r的变化规律,必须借助于微元体,考虑其平衡条件及变形条件,进行综合分析。如图3-17所示。,在圆筒体半径为r处,以相距dr的二环向截面及夹角 的二径向截面截取任一微元体,其微元体在轴向的长度为1。由于轴向应力对
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