內(nèi)壓圓筒計算

設(shè)計溫度下的計算厚度按下式計算：

公式適用范圍為pc ≤0.4∮[σ]或DO/Di≤1.5，公式中應(yīng)力的推導(dǎo)是根據(jù)薄膜應(yīng)力理論。采用第一強度理論，以圓筒平均直徑為基準計算的環(huán)向應(yīng)力，考慮了圓筒內(nèi)壁上最大主應(yīng)力與平均拉應(yīng)力的差值進行了修正，并考慮了縱向焊縫(A類焊接接頭)在強度方面相對于母材的削弱(圖2.3)。

圖2.3 內(nèi)壓圓筒計算示意

薄壁圓筒容器在工程中采用無力矩理論來進行應(yīng)力計算，在內(nèi)壓P作用下，筒壁承受軸向應(yīng)力 和切向應(yīng)力(薄膜應(yīng)力)作用。由于殼體壁厚較薄，且不考慮殼體與其他連接處的局部應(yīng)力，忽略了彎曲應(yīng)力，這種應(yīng)力稱為薄膜應(yīng)力。

邊緣應(yīng)力

當圓筒形殼與圓球形殼或橢圓形殼相連的零部件受壓后，各自產(chǎn)生的變形是不一致的，并相互產(chǎn)生約束，稱為變形不連續(xù)。這時，除內(nèi)壓產(chǎn)生的膨脹外，還會產(chǎn)生附加的彎曲變形，與彎曲相對應(yīng)，殼壁內(nèi)將產(chǎn)生彎矩和剪力，稱為邊緣應(yīng)力。對薄壁殼體來說，由此產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力有時比薄膜應(yīng)力大得多，兩連接件剛度相差越大，產(chǎn)生的應(yīng)力也將越大。

在實際結(jié)構(gòu)中，圓筒與平蓋連接時的邊緣應(yīng)力最大，該應(yīng)力由于只發(fā)生在兩連接件的邊界處，所以稱為邊緣效應(yīng)力或稱為不連續(xù)應(yīng)力。由邊緣力和邊緣力矩引起的邊緣應(yīng)力具有局限性和自限性的特點。由于邊緣應(yīng)力具有局限性，設(shè)計中可以在結(jié)構(gòu)上只作局部處理，例如改變連接處的結(jié)構(gòu)、保證邊緣焊接的質(zhì)量、降低邊緣區(qū)的殘余應(yīng)力以及避免邊緣區(qū)附加的局部應(yīng)力集中(如應(yīng)避免在邊緣區(qū)開孔)等。