压力容器设计之厚壁容器

第二章压力容器应力分析第三节厚壁圆筒应力分析CHAPTERⅡSTRESSANALYSISOFPRESSUREVESSELS1教学重点：（1）厚壁圆筒中三向应力的公式表达和应力分布图；（2）厚壁圆筒中的弹塑性区的应力分布；（3）提高屈服承载能力的措施。教学难点：厚壁圆筒中三向应力公式推导。2.3厚壁圆筒应力分析2厚壁容器：或设计压力在10～100MPa之间的容器2.2.1厚壁圆筒的结构形式

高压容器在化工与石油化工企业中有很广泛的应用。如：合成氨、合成甲醇、合成尿素、油类加氢等合成反应都是在高压反应器中借助压力、温度和催化剂而进行的。这类反应器不但压力高，而且也伴有高温，例如：合成氨常在15~32MPa压力和500℃高温下进行合成反应的。一、高压容器的应用31、结构细长

2、采用平盖或球形封头

3、密封结构特殊多样

4、高压筒体（身）限制开孔

二、高压容器的结构特点

因为直径大壁厚就增大，制造就越困难4三、高压容器的结构型式筒体结构单层式组合式整体锻造式锻焊式卷焊式单层瓦片式无缝钢管式层板包扎式热套式绕板式等等……51、单层式

（1）整体锻造式

（2）锻焊式

优点：直径可适当加大，总长度不受限制；缺点：由于分段制造，工作量加大，且深环焊缝焊接工艺要求较高并对筒体强度有所削弱。

（3）卷焊式

优点：制造工艺简单、生产率高、周期短、成本较低。6缺点：a）由于采用大型卷板机，若圆筒直径过小则无法卷筒，一般直径>400mm才可使用此种结构。b）可卷制的厚度也受到卷板机能力的限制。（直径大于1000mm目前最大为δ=110mm）c）厚钢板的综合性能不如薄钢板，冲击韧性较差。当壁厚较大时要注意材料的韧性指标，以防容器低应力下发生脆性破坏。

）7（4）单层互片式

（5）无缝钢管式

高压无缝钢管的直径不超过500mm8综合以上五种单层厚壁高压容器，受到如下几个因素的制约a）厚壁原材料的来源；b）大型机械条件c）纵向或环向深厚焊缝中缺陷检测与消除的可能性。由于以上因素而使以上五种结构的厚壁容器使用受到限制，从而相继出现了许多组合式的高压厚壁容器。

92、组合式厚壁容器（即多层式）

102、制造：用装置将层板逐层、同心地包扎在内筒上；借纵焊缝的焊接收缩力使层板和内筒、层板与层板之间互相贴紧，产生一定的预紧力；筒节上均开有安全孔——报警。筒体深环焊缝筒节内层——12～25mm外层——4～12mm为避免裂纹沿壁厚方向扩展，各层板之间的纵焊缝应相互错开75°。筒节的长度视钢板的宽度而定，层数则随所需的厚度而定。（1）多层包扎式1、结构：11多层包扎筒节12多层包扎筒节133、优点：制造工艺简单，不需大型复杂加工设备；安全可靠性高，层板间隙具有阻止缺陷和裂纹向厚度方向扩展的能力；减少了脆性破坏的可能性；包扎预应力改善筒体的应力分布；对介质适应性强，可选择合适的内筒材料。144、缺点：筒体制造工序多、周期长、效率低、钢材利用率低（仅60%左右）；深环焊缝对制造质量和安全有显著影响。①无损检测困难，环焊缝的两侧均有层板，无法用超声检测，只能射线检测；

②焊缝部位存在很大的焊接残余应力，且焊缝晶粒易变得粗大而韧性下降；

③环焊缝的坡口切削工作量大，且焊接复杂。155、应芦用情仍况：目前娘世界垃上使毯用最抛广泛今、制贯造和巩使用区经验勇最为轿丰富摇的组航合式捧筒体积结构妹。161、结败构，借制造化：内筒饿（厚处度>位30mm）卷漆焊成犁直径霉不同花但可过盈暗配合的筒须节，归将外虎层筒酱节加鄙热到盆计算太的温跨度进巨行套乓合，蜡冷却号收缩绝后得镜到紧梦密贴受合的抱厚壁普筒节桨。热套梨筒节（2）热熄套式172、优戒点：工序诞少，贵周期唐短，界且具株有包束扎式贱筒体荐的大尿多数隔优点态。3、缺点蚂：筒体歇要有盖较准挠确的突过盈球量，季卷筒戏的精水度要剖求很棒高，扮且套丈合时扎需选倍配套穷合；套合债时贴吩紧程母度不期很均饿匀；套合狭后，信需热稿处理武以除个套合海预应殖力及荡深环描焊缝严的焊煮接残匀余应波力。18（3）绕隔板式1、结类构：由内针筒、揭绕板圆层和淋外筒疏三部调分组繁成，淹是在候多层题包扎墓式筒性体的俯基础种上发叛展起荒来的止。2、制倚造：内筒雀与多轻层包嚷扎式帐内筒事相同伶，外绪层是高在内绘筒外台面连篮续缠爽绕若涝干层3～5mm厚的楚薄钢彻板而妻构成趋筒节药，只浮有内舰外两案道纵末焊缝划，需辟要2个楔副形过踪蝶渡段握，外皂筒为绸保护宽层，甜由两苍块半担圆或延三块求“瓦致片”嚼制成贴。193、优点朋：机牲械化王程度毯高，汉制造杂效率议高，孤材料蛾利用匆率高辜（可赌达90狡%以上后）。4、缺渣点：中间饮厚两塘边薄领，累左积间刮隙。绕板色式20（4）整滑体多例层包五扎式1、结银构：错开困环缝践和采歉用液虽压夹蛇钳逐由层包杂扎的伞圆筒达结构裤。2、制仿造：将内京筒拼集接到延所需风的长徐度，壮两端脑焊上讨法兰酬或封鞠头；在整况个长刘度上距逐层所包扎歌层板肿，待抽全长按度上鸦包扎森好并列焊完界磨平与后再多包扎御第二骨层，颜直至禁所需舞厚度桐。213、优旺点：环、涂纵焊忽缝错果开，岸筒体结与封洁头或扮法兰批间的兽环焊陷缝为搂一定连角度悄的斜新面焊奥缝，买承载堪面积命增大络。内筒包扎层板端部法兰底封头整体持多层练包扎抢式厚骄壁容狡器筒塔体22（5）绕风带式以钢仪带缠差绕在疑内筒潜外面拿获得夕所需僻厚度嗽筒壁两种行结构型槽炒绕带抬式扁平陆钢带吐倾角龙错绕烤式23型槽暗绕带岂式用特释制的船型槽板钢带债螺旋坦缠绕琴在特帅制的夹内筒唉上，治端面形士状见造图4-怠4（a），芽内筒切外表舱面上脉预先含加工渐有与钢识带相杯啮合贪的螺鸡旋状盘凹槽筐。缠绕爽时，盈钢带睛先经伪电加斯热，垒再进头行螺摸旋缠黑绕，意绕制后勒依次肌用空殖气和秃水进迁行冷致却，葬使其狡收缩吓产生撑预紧力遵，可预保证井每层卷钢带焦贴紧对；各悉层钢俗带之店间靠被凹槽和眨凸肩爷相互目啮合趁，缠的绕层冰能承免受一束部分督由内妈压引起剃的轴孩向力纵。24（a）型枣槽绕烦带式军筒体林（b）型艳槽钢雪带结竹构示载意图缩套舱环双锥厘面垫讲片焊缝（a）（b）（5）绕扶带式25过谦程啊设羞备漠设舟计26优点京：筒体严具有研较高繁的安拳全性捎，机烂械化膨程度知高，扁材料内损耗磁少，令且由氧于存中在预姐紧力桑，在码内压穴作用刻下，泻筒壁峡应力掏分布盗较均罩匀。缺点训：钢带肾需由烦钢厂关专门贴轧制庄，尺掩寸公粮差要众求严检，技纸术要沿求高忆；为拴保证妥邻层陕钢带籍能相著互啮市合，肺需采惠用精撤度较至高的火专用胀缠绕搞机床羞。27（2）扁赔平钢候带倾至角错肢绕式中国凑首创印的一博种新愈型绕出带式凭筒体忆；该宇结构糠已被怠列入AS防ME五Ⅷ亿-1和AS阴ME歇Ⅷ立-2标准灯的规饱范案出例，罚编号贯分别患为22泼29和22鼻69。内筒钢带层底封头端部法兰（c）炕扁平柜钢带跳倾角奴错绕暖式筒挂体28与其狡它类裳型厚携壁筒键体相脖比，悬扁平巴钢带德倾角丽错绕提式筒鸦体结臣构具虹有设既计灵捉活、树制造雷方便爸、可破靠性联高、柏在线兽安全百监控扮容易辜等优疯点。结构凤：内筒眨厚度瘦约占壳总壁贞厚的1/纹6～1/剥4，采用拴“匆预应恰力冷雨绕”绝和“笨压棍迎预弯冒贴紧宴”技惧术，昂环向15墙°～30题°倾角懂在薄羞内筒胸外交易错缠竹绕扁艇平钢叫带。钢带后宽约80-16水0mm、厚骆约4-16mm，其掌始末俯两端省分别观与底僚封头杀和端须部法懒兰相汉焊接翅。优点：29四、粘设计灵选型闲原则各种井结构秋型式之的高攻压容弦器主汗要是干围绕遍如何钳用经逗济的计方法础获得叨大厚普度这肌一中欢心问贵题而晃逐步听发展简出来典的。抢在设田计选递型时拨必须嘱综合乱原材慎料来锦源，甜配套灿的焊蜡条焊敞丝、违制造委厂所枕具备彩的设只计条勤件和组工夹卡具条涛件，舱以及升特殊违材料日焊接午能力圈，热尤处理宴要求丸及工化厂装配备条缩慧件等泼等。30312.理3.水2单层赵圆筒晓的应魂力分奶析：隆（弹橡性应宪力分陪析）一、杨厚壁更容器瞧的应恒力变轮形特展点：1、应坟考虑吹径向玻应力柔，是公三向为应力乎状态惩；2、应惠力沿恢壁厚屈不均寻匀分搏布；3、若疏内外节壁间狮的温壤差大经，应赚考虑杨器壁独中的沈热应他力。4、仍妻然是棍轴对陈称问筹题。静不您定问辩题，步需平尝衡、悲几何知、物直理等炎方程谦联立谅求解分析叫方法挡：32有一门两端悔封闭谁的厚父壁圆骄筒，叉受到半内压Pi和外汤压P0的作揪用，汁圆筒朝的内燃半径覆和外降半径犁分别耽为Ri、Ro，任叉意点责的半真径为r。以境轴线简为z轴建南立圆驻柱坐枣标。部求解总远离距两端馒处筒磁壁中污的三李向应桃力。33由于岔筒体翻两端雪和封信头连魄接，钓一般稀来说双，筒既体和拨与其念相连邮的封始头或鸭端盖士的刚幼度是盘不同测的，杰因此洗在这期些边透缘处述必然崇产生垄相互受约束未，从画而使掩得相酿连处尺及附许近筒热体的览应力赤状态贪和远高离端运部的遣筒体漏的应闯力状雹态不趁同使秀问题仙简化凉，我搅们避党开端督部影闻响区右，从围薄壳承边缘念应力酷的特涂性可流知，赢只要乔离开误端部忌一定显距离径，端脂部的龟影响访便可谈忽略蝴不计肤。因此啊，我京们假喂设：（1）筒闪体有牲足够医的长掠度（2）满浮足连理续性病及各筹项同串性的抢假设3435二、这单层省厚壁未圆筒缎的弹恰性应志力分低析：1、取咱单元余体受般力分蔑析（1）取暴微元晋体取圆育柱坐评标r、θ、z，为便别于分段析筒贸体上怀任一晴点的押应力卫，围聚绕这惊一点寻取微浙元体结。在脆距离中端部日足够梳远处洪，分伙别用盖：半径味为r和dr的两多个同逮心圆蔬柱面猴；过筒劳体对肆称轴莲夹角制为dθ的两烤个铅惜垂平购面；以及影相距界为dz的两通个水役平面花，从圆甜筒体誉上截间取微则元体ab盾cd莫ef灰gh。如基图：3637（2）受拥力分佳析38轴向环向径向面：和面：和面：面：面：面：和392、列雾微元践体平印衡方她程（1）各外力分巴量在z轴上吗的平丸衡：整理煮得：两端动同乘览：得40代入拖边界宁条件根据价应力户互等颂定理（2）各笋力在弟过微熄元体咽中心龟的r轴上钟的平阅衡4142（3）各乏力在θ方向宰的平杰衡自朝然成纲立因此沈，由李上面心推导盛可得躁，平猛衡方界程只柳有一融个，岗即①平衡跨方程433、几谣何方卖程－蛾－－剩－应零变与绳位移群之间任的关萄系由于混结构伞及变挠力得奏对称裂性，强厚壁剑圆筒脸在争内压窜或外促压作默用下戴要产王生对胀称于康轴线愤的膨扔胀(内压)或收圈缩（会外压箭）。躺也就窝是说辫，横研截面独上各秒点都捷在原耗来所爆在的怒半径怨上发誉生径茅向位原移。拼微元细体各篮个面控的位码移情允况如灭下图识。即岂：沿铅半径刻方向炎（r方向些）产时生径雄向位叮移u及u＋du，由AB恐CD变到A′B′C′D′得：44径向饰应变环向副应变45②几踪蝶何方齿程464、变采形协捷调方贿程③亭变形挺协调雪方程475、物竟理方远程－腔－－封应力乌与应拖变的树关系④物羊理方黎程因为特在弹贿性范尽围内约，所哗以满雨足虎王克定红律486、建倡立应椅力微世分方纱程－提－平锄衡、纳几何爪、物漂理方弦程的但综合由纤④得49由③店可到知：即由平炭衡方垄程①得50代入华上式左得⑤应班力微叛分方盏程517、求章解应设力微析分方挽程上式杰可简乎化为诵能直沾接积裂分的详形式两边参同时龟积分愿得52两边无再同集时积烛分一蓝次得可改却写成将代入痕平衡仁方程则53于是克便有⑥扎应力宿微分守方程洞的解８、曲利用敢边界牵条件矛求积炕分常税数设壁擦厚筒秧半径职为Ｒi，外织半径泥为Ｒo，内仗压Ｐi，外轧压Ｐo，两高端封斤闭利用尸边界眯条件54将上脾面的坝两式妙相减钥得将代入可解裕得55即有９、佛建立信应力泰公式贷－－银－拉纽奉美公壳式将代入龙⑥式逝中得565710、求符轴向斩应力催（截刷面法临）如果洞圆筒逼两端抗是开抛口的尾，其妖横截家面上丽沿圆棍筒轴爆线方向超不变字力，颠即如果筑圆筒脏两端谱是封瓣闭的借，由俯变形磨与平嗽面假筐定可绣知，帮圆筒杯上的销横截猜面在哄变形羊后仍辫然保沃持为教平面卫。根据夫圣维就南原疫理，虏可以野认为当：樱沿学壁厚牌均匀古分布律。在距肉离筒阻体端柏部较符远处帽垂直置于轴愚线截圈取分释离体冻，如图趴：即：5859式中作用砌在端校部的顶轴向候力圆环乓面积60故有径向掘应力周向鸟应力轴向限应力称La江mè（拉奇美）梨公式61内压叨厚壁难圆筒疤的应草力沿艳壁厚象的分辱布规泼律:如图(1蚀)应力筐分布范：①洽特殊律点：应力62厚壁塘圆筒商中各费应力奴分量鞭分布(a也)仅受蝇内压(b甲)仅受讽外压=--63仅在举内压抓作用衣下，摆筒壁巩中的场应力听分布吵规律辽：①周向应力

及轴向应力

均为拉应力（正值），

径向应力

为压应力（负值）。且周向应力和径向应力沿壁厚成二次曲线的分布，非均匀分布，而且内壁大，外壁小，轴向应力沿壁厚均匀分布，不随着r的变化而发生变化，其危险面为容器的内壁面，即筒体的内壁面是最大应力区．

②分肿布特汇点64仅在针外压流作用欲下，定筒壁楚中的吓应力虎分布超规律杰：①周向应力及轴向应力均为压应力（负值），径向应力为压应力（负值）。且周向应力和径向应力沿壁厚成二次曲线的分布，非均匀分布，而且外壁大，内壁小，轴向应力沿壁厚均匀分布，不随着r的变化而发生变化.②分浮布特火点65无论喷是内匙压作诞用还哨是外检压作移用，雨筒壁索中的块应力分布于均有五如下舅规律桂：②分怨布特涉点66过程筋设备筒设计②在数值上有如下规律：内壁周向应力有最大值，其值为：外壁处减至最小，其值为：内外壁之差为；径向应力内壁处为，随着增加，径向应力绝对值逐渐减小，在外壁处=0；轴向应力为一常量，沿壁厚均匀分布，且为周向应力与径向应力和的一半，即

仅在脉内压果作用谦下67过程霞设备赛设计③除外，终其它竟应力搂沿壁铸厚的葵不均窄匀程园度与傅径比K值有理关。以卖为例渴，外筋壁与转内壁糟处的周向飘应力底之箱比为渴：K值愈遍大不声均匀木程度创愈严太重，当内宇壁材背料开障始出淋现屈到服时州，继外乓壁材椒料则史没有饶达到寻屈服爹，因此敏筒体辣材料虽强度能不能藏得到斩充分睁的利邪用。仅在章内压忆作用犁下68一厚援壁圆野筒，号内半回径为10医0m撞m，外忌半径众为15骗0m皆m，受60赴MP份a内压棵和30床MP坑a外压剂作用认，求该毯圆筒舱内，乳外壁谋的径讽向应巾力，支周向君应力湾和轴归向应幼力。一厚翁壁圆阀筒，尤内径Di凶=8洋00赔mm，在阳内压Pi作用再下实酷验测匀得筒钱体内饮壁的膏环向舰应力试计吧算筒时体外劫径Do娱=?轴向嘴应力69二．抗厚委壁圆赛筒的狱温差船应力高压投容器梁在高闲压下愤多数挺还伴纲随着脑高温重操作积，内外竖壁常供存在着温差。设内秃壁温书度为外壁匹温度华为当为内皆热式即当为外熟热式即一般牢来说姥：壁厚牵越大童，温择差越奴大，醒温差从应力撑也就聪越大70在进怕行厚摆壁圆仗筒的秩温差胳应力证分析构同样心也要载做基怨本的母假设嗽：①假弊设筒痛体有态足够玻的长已度，橡不受被边缘区力的握影响抱；②由香于温叉差作晓用使润筒体姐变形读前垂羡直于伴对称炭轴的暮平面膜变形欢后仍竭为平逃面；③轴辈向热缎应变夕为常稀量，掘即④为稳杯定传敞热问宿题。711.厚壁帜圆筒蚁的温痰差应蒙力表默达式72过程秒设备糊设计1.厚壁燥圆筒泊的温遇差应干力表甲达式引进73２、御温差稠应力已沿壁稿厚方终向的弊分布令内壁74外壁75过程吗设备啄设计厚壁支圆筒款中的点热应辞力分廊布（a）内部加热艳；（b）外部加热763.温差御应力持的特圣点①在厚阔壁容浮器中,温差容应力蚕与温允差△T成正兄比,即而与尾温度恰本身持的绝拆对值熔无直缺接关栋系。②无经论内崇热式泳外计热式鹊，在刚内外纳壁表椅面均袭有：并且在任俘意半琴径处灵的数抹值均灾很小塘，但丛周向丈和轴删向温途差应漆力在城壁面购处均我较大振，从吴安全街分析确的角倍度看慰，内慌外壁添面是况首先套需要杂考虑赶的位墨置。77③高叔温侧耳为压彻应力逢，低阵温侧周为拉筛应力即:内热品式筒油体（罗△T＞0）在在处处均为害压应跃力，铃且数神值相教等；均为由拉应那力，果且数懂值相母等。④无雨论是甩内热宇式还熄是外隶热式紫，均匹有⑤内视热式外热涌式784.温差樱应力渡的简在化计依算设虽然篇式中和但随偿着温拍度变沿化的剪趋向进正好恳相反勇，其疼乘积不大均为商温度虹有关值变启化，因玻此可誓将近似喝地视妥为材语料的短常数援。令例如贸：对懒于k=鱼1.聪2的低菌碳钢净厚壁蜂圆筒哭，当:时可踪蝶求得搏：Ln漏1.设2=钟0.查18俭27980由此控可见母：热歉应力途是相奥当大胳的，呼他和兰内压银引起经的应的力属逮于同巾一量鱼级，晶不能油忽视讨，特健别是以在投协产时筹，由惭于设歌备从钓冷态址进入滨热态懒，内底外壁森温差泡可能嫁很大芦，为施了防烟止此梅种情太况下隔产生密过高弓的热锐应力袜，规弊定要遵缓慢执升温却。815、可短忽略此温差俯应力雷的几惩种情恢况：尽管揭热应胃力的壮数量笨级很祸大，肿但实唤际设姑计中谣，并浇不是踏所有宫情况湖下都棋需要耳考虑驳热应期力。诵在某增些情坡况下辱，热挑应力冶很小姥或者仍相当微于其殖他应牛力而观言知热应恶力不而是很摆重要忍的，匀这时幻玉可以奶不考格虑热右应力奏。如直：①对矩于承墙受内麦压，愤又是款内加完热的镇容器总，但脸内外蒙壁温闹差在谣数值膀上满萄足下犯述经约验公穿式时挣，可塑以不顶考虑狗热应倡力。操作炊内压贵，即：因此虏，当贡压力尿很小蛋（低圆压或袋使中溉压）诵时，膛由上志式算藏得之沿温差钟，约喷在10贞℃左右吃，故肝热应潜力较旅小。村或者睁，从硬容器抽看：六容器律承受擦低压骨或中日压时悄，容乱器壁配都很垦薄，祖温差玻不太蚁大，典热应青力也岩不大寸。当椅压力先较高拦时，妻在上冤述条炮件下悼算得嫁的热层应力鸣，要钩比由廉于内敞压引专起的闻应力倚小的丧多仍，故是可不排考虑膨。82②在有历良好鸽保温虽层的激情况疯下：容器遮内外胁壁温倦度趋弃于一常致，馒使热畅应力诸大大蛋减小毁，可夺不考袋虑。③在高叮温下芳操作蒙，并御已经若发生丹蠕变休的零盐部件：由于宝在温派度和舅应力举的共营同作闪用下冶，发辈生了化缓慢侍的蠕漂变变嫌形，诞这使女变形该变得赚比较邻自由亮，而诊不再茂是互肿相牵因制的掩了，闲因而杯使热丸应力火趋于疲缓和意。所耍以在鸡这种亿情况墓下，朱也可炼以不窃计及井热应坚力。83６、戚对热抱应力贫的限课制：热应搁力是捕由于赠各部芦分变江形相矩互牵攀制而鸣产生箱的。何因此培，当捷应力笔达到醉屈服疲极限篮而发芦生屈静服时遗，热迟应力故不但波不会捏继续迹增加俱，而霉且在砖很大雅程度蔑上会翼得到泳缓和卷。所丽以，疤热应锹力对密一般注塑性挎材料粘制成贼的容损器或岔零部椅件，烛其对生强度蝴的危考害性霸要比唤内压奋或其蜻它机韵械载她荷引泡起的炸应力帜小的嚼多。柳因而缺对热材应力历的限买制也拾就比薯较宽絮。在某锋些设牲计规览范中量，将膏对容逼器破孙坏（团或失料效）装其主掩要作蜡用的锡应力奴，称么为“明一次霉应力叠”；轻而将袋热应触力及愿其他逃一些破对容伐器破色坏起功次要鱼作用拨的应霜力，磁称为震“二盲次应跑力”。对“同一次残应力处”限疮制较棍严，其对“恶二次尸应力层”限钩制较扁宽。辅但对仙于脆课性材挂料，拒由于猾没有号明显流的屈喷服过猫程，第热应杀力很爆难得艺到缓袍和，宇当其美达到毅强度庸极限叶时，滑即发承生破纠裂。馅这时旬的热宵应力欢应作开为一矩次应叶力加腾以限艰制。84某封冰闭式削厚壁基圆筒党由钢制成帝，其蹲内、饿外半狗径为承受打的内危压力唐为30我0M公Pa，求棚应力灯沿壁娇厚的洒分布棒。如私果内忍外壁敏的温调差是10俭0℃，求赴内外桨壁的击温差坐应力动。Ln异4=加1.木38驱6857、压艳力及谊温差涨同时间作用滋的筒宜体合拨成应俭力承受椅内压昼及温尖差同徒时作占用的荐高压豪设备或较多调，其流合成漆应力梦为：8687式中灯：对于浅容器押的内包壁：证即88对于脸容器耍的外拖壁：岔即8990由上滨面合障成后俗的应洒力分株布图显，可饺以看粒到：刊当内穷压与森温差好同时竭作用嗽时:对于防内热黑内压酷式，街外壁孤的应蛋力较山大；对于魔外热产内压餐式，茂内壁帅的应府力较梦大。因此拢，GB博15索0规定:内压烫内热拿式，预校核绳外壁筑的强削度；内压跨外热缩慧式，冬校核夺内壁装的强赶度。91三、描厚壁恭圆筒颂的失霞效准源则：有前绵面的捞分析悬可知蜓，当羡径比K增大狸时，拐周向果应力冈分布乱的不乱均匀峡程度发越大坏。当旬内壁宝材料旧开始挖屈服犬时，榆外壁诞还处尽于弹幸性状这态。恳那么胜，筒印体处支于什舒么样筝的应页力状文态才争算失映效呢瞒？是叫限制察内壁县处的怕最大酸应力挑在弹抄性范展围内误，还挽是允架许直邻到筒缺体外塌壁都课发生端屈服陪呢？益这就蹦是需趋要有家个准鸦则，兆即厚殖壁圆武筒失浓效准评则。921、厚牺壁圆尘筒的乓破坏膊过程纵：由大跃量的傲厚壁忌容器币破环节试验柜结果匠表明黑，由面塑性歌较好悠的材衫料制绑成的裙厚壁敲容器度，从紫开始黑承受恰压力周到发啊生爆嫌破，忽大致呆经历扮三个橡阶段栗，其窑变形惕与实暮验压粘力之让间的砍关系队曲线记如图仓：①第冤一阶辽段（OA）：弹性豪变形孔阶段。容器测的应木力和余变形党随着贺实验姐压力佛的增嘱加而话成正淡比增用加。房诚对应A点的哗压力坏称为线弹性柜极限追压力敢．93②第侮二阶拆段（AB）：塑性呆变形捧阶段。在这申个阶肝段，亦首先布，由升圆筒孩内壁禁开始订屈服傲，然崖后随耻着试赚验压乔力的宝增加慌，屈爱服区逗域由踪蝶内壁衰逐渐此向外言壁扩惩展，处直至允筒壁对全部楚屈服组。相冠对于B点的奖压力绳，称稍为全凭屈服事压力视。这拢一阶拉段称循为屈敏服阶琴段。计对于兆不同欧材料街，屈赵服阶防段长堆短不银一。谅例如费，低岁碳钢且制压奋力容启器在创常下扯，屈轻服阶讲段比霸较显黎著，膝而对尽于某肆些高乱强度这钢，庆由于薪塑性贯较差轿，其跪屈服请阶段项则不柴明显重。94③第三息阶段(B缩慧C)：应变且硬化君阶段。爆破炭阶段泼当压描力增抽加到碗屈服墓压力垒后，绢由于逆材料倍发生足应变骆硬化络，虽厘然容糕器发岸生大前量塑政性变炼形，踪蝶但容拌器并罪不能坝马上论破坏薪，能娃继续砌承受斩压力恳，直撕到某界一数草值时录发生狱爆破恳，这狡时的殿压力隐称为艰爆破两压力952、失浑效准俘则：从厚贯壁筒奋的破得坏过传程看牛，从O点－蹈－C点，齿整个爆过程乐容器珍都具矛备承金载能厚力，页这期漫间经脏历了碎：弹性懂－－胖塑性炸－－燥应变稼硬化三个歇阶段陷。对应旗于这退三个匹阶段吐相应泰地提巷出了慈三个隆失效迈准则悦。①弹性寨失效盟准则彩：认为云容器口的最绪大当量融应力超过困材料惧的屈塔服极辱限时啦容器耻失效盼。即:96②塑性遍失效完准则:认为北容器限中的争最大亡当量完应力约达到次材料崭的屈栗服极房诚限还怜不致成于破满坏，围只有医当整暗个壁曾厚都精发生姐屈服昏时，栏才算达失效马。③爆破肺失效唇准则峡：认为欲材料刮有应族变硬茅化性荐能，唤整体射屈服宫后也数不马古上破视坏，续只有聚发生巧爆破勿才算定失效革。973、屈服叠压力(P虹50深)①初始葱屈服而压力：即按弹性筛失效领准则计算川得到眠的最瓣大承脆载能结力。馋此时托求得近最大鞋当量屡应力卡有四好种方关法，策即四附种强脂度理己论，码其中寸按第乳四强俗度理骨论得宜到的猎表达胡式为爽：（在口第四暮章详涉解）98②全屈拴服压渠力：应用症单元垄体的面应力强平衡脉条件妈与材雅料的腿屈服包条件报求解仓。即应损力应助当满画足两构个条链件：平衡狂条件惠和屈诱服条跳件。A．特雷盈斯长尝屈服标条件（Tr钱es剃ca）:即：平衡盈方程唤：则有陵：99常数由边询界条素件决幻玉定：当时：当时：即：10傅0也可根以求晨得此辰时的底三向感应力——即全屈挠服时惯的三药向应矛力：而10钳1至于谈两端雨封闭因的承秋受内那压厚膝壁圆恳筒的撤轴向爬应力揉，在瓜塑性占状态术下对村理想伴弹塑业性材衫料，饱可以盗证明暑它等借于其牧它两怠向主捏应力愁之和崇的一饮半，钳即：10占2B.米塞次斯屈塘服条妹件（mi意se黑ss）：代入狠平衡麦方程稿：当时，当时，10您3米塞仗斯屈刮服条厉件下慕的极井限压舅力计焰算式构：10话4③爆破益压力棵的计起算：对于娱非理钥想塑镰性材薄料，毛屈服球后要削经过探应变钳硬化吊阶段针，其续破环脏过程秋是一浑个弹面塑性课及强旨化过蜻程，动由于脱进行抬理论扶分析杠十分光复杂到，一剖般采垮用半废经验投公式甜。A.中径穴公式：10谋5当时，10剖6B.福贝桑尔公劫式:(Fa种up屠el)福贝坐尔通围过大若量的走爆破朗试验液得到刘，实距际容亿器的员爆破窜压力介于恨理想勾塑性洒体的旗极限族压力和有机应变仗硬化股行为涂的爆盛破之间鲜。即搅：——理想净塑性羡体的谱塑性习极限订压力——有应私变硬旱化行矩为的浴爆破抽压力压力10脆7而实宰际容医器的羞爆破温压力轧处于双这两烛个极栗端情放况之复间，视设两收者)作线响性变吃化，陆则实废际容故器的废爆破材料墙的屈惹强比随着板屈服赚强比(压力锅为：10绢8四、纳提高宵厚壁惨圆筒何强度姓的途刊径：1、增曲加壁炉厚，提高k值，可裙以提辱高强肠度。2、增纹加外上压①自元增强哭②热隶套有③养多层萍包扎围，绕考带等特等。10瓜9一超怖高压白聚乙烈烯反烦应器雪，其爷筒体侄内径Di监=3淘05轿mm，外安径Do谱=5踏08谅mm，材词料的牙强度=8艘65竹MP弄a，实含际操笛作内册压力Pi王=2童30矿MP爆a，试姜分别临用弹性拐失效昼准则拦的第态四强围度理欣论，匪塑性德失效拆准则骨的Mi枕se携s屈服狮条件辈与爆破废失效针准则慢的福狐贝尔斥公式计算或屈服殿压力。11四0五、单层魂厚壁推圆筒昌的自规增强——弹塑嘱性应蛋力分摧析（一减）概灶述彩：自增盒强：将一兼单层尼厚壁恢容器应在操瓜作使其用前茅进行物加压网处理浴，使距筒体坊内层纷产生伙塑性胸变形容，形思成塑绵性变回区而防外层回仍处缠于弹冈性状陷态，者保持若此压克力一堆定时峰间后旗，迅腹速卸谅压，筒筒体辈的塑闪性变挨形部搜分不殊能恢蓄复到脊原来薯的位号置，过而外颗层弹卫性区迫又力乎图恢腹复到怕原来穿的位寸置（僻状态终），美但受家到内族层塑北性区槐残余踪蝶变形维的阻包挡而烟不能绳恢复攻，因绳而承升受拉泄应力庭，内劝层受勾到外愈层企辞图恢溜复的贸压缩芬作用甘，而朝产生奶压应烫力，翠从而辰形成构了容肠器筒刊体内豪壁受管压，还外壁宏受拉在的预凯应力追。在嫁容器衰投入冬运行恢后，拆承受押操作誓压力11竖1由内五压引婆起的驾应力崇和预摸应力朋叠加厅，使锻应力狐最大锯的内依壁应屋力值音降低鸣，应奶力沿疤壁厚肉方向蹄分布钞均匀让化。欠由此姜提高验了容复器的喝弹性右承载岔能力锅。简而申言之妇：利用蝴筒体底自身进外层爪材料券的弹元性收参缩力犹来产芽生预血应力翠，从宰而提澡高筒扔体弹饺性承史载能姨力的步方法平称为捷自增井强。只有丛厚壁痛圆筒择才能尤进行快自增吃强，续自增肥强之括所以晕能提乌高筒在体的补承载弊能力忍，是已因为剪它使悠外层确材料炼的应野力水池平提茂高，多内层熄材料斜应力淡下降夏，从聚而充挪分利迷用了首筒体任材料续。11昌2（二弄）自演增强淡容器乎的设弱计理带论：进行熄自增厌强容滤器设孝计时旬，首薯先按情爆破腥准则步估算条壁厚新。选杂取最催适宜究的超滩应力训应变忙度，叮按照踢确定晕的超亚应变加度计逝算所岩需要秤的自音增强搬处理民压力之后讽，计仍算自摆增强葡压力鸣下的鹿筒体奖应力桶和卸烂压后渐的残余驴应力孝，最饿后计涌算工渣作时多候的僚叠加匆应力甩。11言3即：羞①用惩福贝铲尔公哑式计毁算k(最好赠按强痕度理紧论算)②计艺算最脆佳超付硬变哀度③计允算自铲增强愁处理乒压力④计哄算下筒尾壁应还力⑤量卸压节后筒声壁残芬余应激力⑥合绢应力⑦强息度校洽核11暴411纯51、自荣增强隐处理秒压力垃的计宽算：处于碧弹塑远性状渗态的降厚壁筝圆筒内压塑性辟区弹性黎区11支6(1软)塑性骆区应晚力分塔析：取出伍塑性烈区，绸在外表酸面作锁用有副弹性逮区，桨它的偶压力,塑性家区内榆半径鸣为,外半攀径为任意参处的碎半径告为显然,设筒尿体材喝料为撞理想蓝弹塑膛性体罩。根据久米塞化斯屈夏服条碑件：平衡脏方程负：则有乖：11怒711叛8利用译边界床条件驼：①五当时，②括当时，由①珍得：所以嫂：11戒9所以雾：所以绑：12杀0（2）弹醒性区稿应力昆分析协：弹性沙区内期半径，外那半径骆为任意蔽处的亭半径宣为内压耻为由上裳面边叠界条童件②器得：弹性浓区为跟一承泽受内肉压的厚身壁筒可根特据拉晚美公呜式计蜻算：12旅112捐2由于为弹伞塑性驱交界纽奉面半斑径，源对于衣弹性优区来循说由拉猪美公精式得键，对课于弹海性区客其内站壁的租压力锋为：由米紧塞斯嗽屈服那条件迟：因为始弹塑尼性交夫界面克处，初即也处透于塑瞎性层馆，所脾以其依应力敌即可县用拉幸美公沈式也猫可用屈服疾条件深，因铅此有抢：为内据壁的市初始品屈服政压力处，烛即处避于弹愁性层12润3弹性线区的三葡向应力个：12愚4（３非）自陷增强锁处理候压力的计筹算：唤即与弹武塑性菌交界漠面半烘径的关歌系由得：12栋5由此料可见捉：自谨增强狱压力为弹爆性区内表面尿开始冬屈服纯时需载要的疮压力泉。包括巷两个剩部分拿。第一股部分久：第二该部分细：为塑蜘性区籍完全宗屈服腔的压泳力。12惊62、自但增强滑处理然时的勺筒壁巴应力研：(1锋)塑性告区()：12肾712摘8即：12害9(2终)弹性楚区():13扩03、自恒增强恼压力臣卸除伸后筒壁伐中的名残余惨应力潮：如图禁：对于宅理想帆塑性这体材摄料沿BC弹性携卸载，根僵据卸血载定繁理：首卸载勾增量得为下按式则应寻力增喘量为遵循宰虎克跑定律绢。13续113它213别3卸载状定理冶：卸载么后的扒应力送与应荒变，里即残夜余应妈力和株残余爱应变户等于丽卸载乔前应染力和向应变唤减去统卸载遍过程骆中的胖应力测和应维变的链改变枯量。涛应力筐和应钟变的驻改变扛量可场按弹植性关防系确村定。帅即：卸载性过程阳中的良应力娘和应万变可伏按弹克性关立系确纺定既蚁可用细拉美园公式奥。而陡卸载岗时的偶应力励改变关量压力溉改变疼量即启为因此旺，有蓄下式架存在鼠，因毁为卸钉载为悦弹性版卸载猛，可侵用弹泉性拉右美公私式计四算应拖力。13汉413凶5残余抵应力铺：①塑虾性区策残余征应力锯（）：13朽6①塑锡性区熔残余段应力选（）：13藏74、操陶作条他件的抚几个励应力医分布凳：13获85、自娘增强尚厚壁仆筒的岂几个增应力懒分布奏：（1）内风压厚滩壁筒种在弹珍性范吨围内:由拉尝美公偷式计探算（2）自替增强脉压力梨下筒各壁应滔力塑性缸区：插米塞展斯屈放服条于件弹性孩区：极拉美馋公式（3）自煌增强鸡筒壁俘残余卵应力穗分布（4）自沿增强望筒在非操作闹压力际下的干合应艺力分搂布13蔽914炊014温114少2

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