2023年实验报告内压薄壁容器应力计算机辅助设计

四川大学实验报告书课程名称：-实验名称：内压薄壁容课程名称：-系别：——————-专业:——班号:一一一-一姓名：-学号:—----实验口期:2023实验口期:2023年3月10口同组人姓名：……一一-教师评估一*、实验名称内压薄壁容器应力计算机辅助测试二、实验目的.了解实验应力测量的常用方法。.掌握仪器设备的基本原理和使用方法。3、分析解决实验测量数据,与理论值进行对比。三、重要实验仪器四种封头容器120欧姆应变片10带20个监测点的应变仪DH3818配套软件四、实验原理应力是由于外因(受力、温度变化等)或内在缺陷而产生变形时，其内部单位截面上形成的内力，压力容器的应力来自于其内或外的压力。直接测应力是很困难的,而通过测量应变而间接测量应力是很方便的。实验中，先用电阻应变计测出容器表面的线应变，通过胡克定律即可算出容器在改方向的应力。薄壁容器的广义胡克定律：TOC\o"1-5"\h\z%=上j凡+"/)①E,、%=T)cr“位容器经向、环向主应力。九%容器经向和环向主应变。E一弹性模量,在此实验中E=2*10$MPa。P-泊松比,实验所用材料u=0.28。很显然，当容器材料一定期，E和u为常量，假如能测出容器不同部位的经向应变和环向应变，则根据①式即可计算出容器的各项应力。五、实验内容与环节.实验前仔细阅读实验操作规程,熟悉实验原理和操作方法。.系统上电，打开应变仪电源和计算机开机井运营监控程序。.容器加压与测量读数。通过手摇泵对容器进行加压，分布测量容器加压和减压过程中的2.5kg/cm.2、5.5kg/cm"2>8.5kg/cm八2压力下的各点应变值并记录。.反复第3步,测量至少三组数据。六、实验数据记录和解决1.数据记录椭圆封头数据如下:椭圆封头应变2.5kg/cm25.5kg/cm八28.5kg/cm"2经向环向经向环向经向环向增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压11131181111112362392282343583583513472102103939221321319420032532530125633843514995911051091481491681634454611994962225148148413752830-16-186463-33-299898-45-4864042-31-348586-70-67131132-102-10572830-35-375960-77-739192-113-11682629-37-375959-76-749393-114-11893535353273737276114113116112106747451213981012021156153椭圆封头理论值实测值应变应力应变应力经向环向经向环向经向环向经向环向

1153.5151.342.542.235835198.997.52136.614338.339.332530188.784.5313413437.237.214916842.344.94129.9134.836.437.11484134.517.55115.3135.633.336.498-4518.4-4.16186.9-209.627.8-34.2132-10222.3-14.57167.3-204.123.9-34.292-11312.9-19.38165.8-242.321.3-42.593-11413.1-19.5946.8182.821.342.511311631.631.61046.8182.821.342.52115613.834.8平板封头数据如下:平板封头应变2.5kg/cm"25.5kg/cm八28.5kg/cm'2经向环向经向环向经向环向增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压10-146159151014615035302332312493447451231211101122051991731713/////////4-25-404138-49-559698—65-691521505-11-264241-15-2010110564948322711712062571851847251054536865108132119114205202836215857959113614016115521721594227605911010814314718618022722410/一//

平板封头理论值实测值应变应力应变应力经向环向经向环向经向环向经向环向146.8182.821.342.532.523221.252.3246.8182.821.342.520217254.349.63380.49.7583.125.24-30.1107.6021.5-6711511.928.75-12.5169.17.234.6-13161734.1696.8169.131.342.659.5184.524.143.57174.515547.344.2116.5203.537.751.28181.7195.651.353.515821647.456.59191.7202.253.955.5183225.553.4160.110203.1203.156.456.4椎体封头数据如下:椎体封头应变2.5kg/cm"25.5kg/cm28.5kg/cnf2经向环向经向环向经向环向增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压118177874393817()1686060260262223239288515019919877783053063-148-148-99-100-322-324-214-218-494496-330-3344132130-3-7289290-13-9445447-20-155403812612385832742761281284194246///////////78766151615144143232422222389824171817535126268182

90072-1-21513-3-3202110002033107781213椎体封头理论值实测值应变应力应变应力经向环向经向环向经向环向经向环向146.8182.821.342.56026028.960.3246.8182.821.342.57830535.371346.9182.321.342.4-496-330-127.6-102.1422.522.566447-2095.723.3525191.611.222.312841953.499.2621.882.69.819.3一722.357.18.313.72422218.649.2810.247.95.111268110.619.3910.6173.34.3-3200.64.3100000812-0.92.3球形封头数据如下:球形应变封头2.5kg/cm"25.5kg/cm*28.5kg/cm"2经句环向经句环向经向环句增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压增压降压1101144463131106107504917217221312485036361141145857183182398002121113131324323217197777393911811761605//////////62525212358584848898874737161619204141414063626160834352929767762601171179391

91212182030304041464661611029292020666643421021016665球形封头理论值实测值应变应力应变应力经向环向经向环向经向环向经向环向146.8182.821.342.54917221.240.3246.8182.821.342.55718323.643.1376.576.521.321.33136.92.4476.576.521.321.31176129.220.3576.576.521.321.3676.576.521.321.3887423.721.3776.576.521.321.3626117.216.9876.576.521.321.3117933127.1976.576.521.321.3466113.7161076.576.521.321.3101662620.4七、误差分析1.数值上实验与理论值差别分析，数值上差别也许有应变仪机应变片误差、容器的因素和人为因素由表2和表3对比可知，几乎实测值的每一组都比理论值大，由此鉴定应当是压力表或者是应变检测装置的误差，也又很小也许是容器本生问题,经分析有以下几种也许的情况。A.压力表在压力大于0进行调零,导致所测出的压力每一组都小于实际压力，从而导致实测结果偏大。B.应变片的电阻或应变检测仪的误差，使测得的应变比实际应变偏大。C.容器由于使用时间比较久,其容器壁有一定的磨损，导致计算出的应力理论值比实际值偏小。2.分布趋势上理论与实验所测的不同，在分布趋势上与所计算的理论值不同，重要是由计算方法和容器的制造误差决定得。A.在封头与筒体连接处，由于结构不连续,其周边会产生很大的不连续应力，所以式②（及薄膜应力公式）并不合用于连接处B.焊缝影响,封头与筒体之间的焊缝也许有残余应力等焊接缺陷，使焊缝处的受力状况发生改变。C.由于制造误差导致部分地方壁厚或形状并不均匀，导致部分地方应力分布不均。如球形封头并不是完全的球形等。D.贴片问题，由于贴片时每片应变片与