外压凸形封头设计计算方法探讨

本文从Karman外压凸形封头弹性失稳临界压力计算式着手,经过分析简化,推导出了球形封头、标准椭圆封头和标准蝶形封头在弹性稳定状况下其壁厚的计算公式,并给出了各式的使用条件。只要满足各自的使用条件,便可直接算出壁厚,避免了图解法的诸多不足。     

外压凸形封头的径向加筋及其设计计算

外压凸形封头同样可以通过加筋大幅度降低其主体壁厚,从而获得一定的经济价值。本文在强度与稳定性两方面的分析基础上提出了外压加筋凸形封头的设计计算方法,且给出了应用实例。计算结果表明经济价值是十分明显的。公式简单,应用方便。     

外压标准形封头的计算法设计

以Slember和Washinton的凸形封头塑性失稳公式为依据,结合标准形封头的特点,笔者推导出了在σ_(cr)>σ_s~t状况下外压凸形封头壁厚的计算公式。对不同类别的材料取不同的安全系数,可使该公式的计算结果与现行国家标准相吻合。     

球形封头外压失稳计算方法评述

阐述球形封头在外压下发生弹性失稳，临界压力的几种计算方法，并与实验结果进行对比。并对现行标准ＧＢ１５０中外压球形球头临界压力的计算方法提出了看法。     

凸形封头最小有效厚度确定

GB1 5 0— 1 998《钢制压力容器》标准释义中指出 ,为防止在封头转角区域因周向应力造成失稳 ,参照希尔德 (shield)、德鲁克 (Drucker)发表的椭圆和碟形封头正压失稳预测公式进行校核 ,定出封头最小壁厚不得小于封头直径的 0 .30 % (标准封头为 0 .1 5 % )的要求[1]。这里所述的标准封头是指形状系数K为 1的椭圆形封头以及形状系数 M为 1 .33(Ri=0 .9Di,r=0 .1 7Di)的碟形封头 (亦称近似标准椭圆形封头 )。椭圆形封头形状系数由下式确定 :K =1 / 6 [2 (Di/ 2 hi) 2 ] (1 )式中 ,Di 为封头内直径 ,hi 为封头曲面深度。根据文献 [2 ] ,D…     

也谈凸形封头等效代替

介绍了椭圆形及碟形封头的计算公式,总结了各方对凸形封头等效代替的争论意见,对有关规定及等效代替前提提出了质疑.     

外压柱壳有限元计算的探讨

为了利用有限元分析方法解决特殊结构的外压稳定计算问题,对一般外压圆筒的稳定问题,分别以有限元分析方法与经典解及GB150图算法进行对比分析,结果发现外压有限元计算结果在定性上与经典理论公式吻合较好,数值上外压有限元法结果偏大,特别是针对短圆筒的外压计算。通过对非线性屈曲和特征值屈曲的对比,发现非线性屈曲计算结果和特征值屈曲计算相差不大,考虑到工程计算,采用特征值屈曲即可满足需求。     

关于凸形封头厚度的再讨论

在长期使用标准GB150-1998《钢制压力容器》和IB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》的过程中,有关凸形封头的各种厚度存在许多的争议。文中就封头计算厚度公式中焊缝系数的取值、封头最小成型厚度、制造厂考虑加工减薄量等问题提出了看法和若干修改建议。     

凸形封头壁厚计算公式适用范围探讨

GB150-1998对承受内压的圆筒体及半球形封头的壁厚计算公式的适用范围提出了相关的规定,但未对椭圆形封头、碟形封头提出规定。为此,笔者对其适用范围进行了探讨,同时对文献[1-7]提及的新型封头提出个人的看法,供有关人员参考。     

球冠形中间封头设计计算

以某具有球冠形中间封头的塔器为实例,对常被用作压力容器两受压室中间封头的球冠形封头工程设计中的计算工况识别、结构计算和开孔补强计算等问题进行了深入分析,指出了设计中应注意的细节问题。     

凸形封头开孔处有效厚度的选取

压力容器的凸形封头通常标注为成形后的最小厚度,此时封头开孔处的有效厚度应正确选取,采用SW-98进行此类计算时,输入的数据要作必要的调整.     

压力容器凸形封头投料厚度和最小成型厚度的确定

本文对凸形封头投料厚度以及最小成型厚度的确定方法,结合设计实例,分几种情况进行了深入的分析,供同行们参考。     

立置凸形封头液位与体积关系

推导了立置凸形封头不同液位时的体积计算公式,利用计算机程序或绘制曲线可以方便的使用其结果。     

外压容器封头设计的简化方法

在完全真空下操作的压力容器封头,按ASME规范设计时,需要进行试差运算。这里介绍的是一种简化的设计方法。     

钢制薄壁外压容器的稳定安全系数

基于钢制薄壁外压容器模糊临界失稳强度的信息熵分析,建立分析稳定性模糊可靠度的模糊临界失稳强度等效随机-载荷随机的力学模型,从控制钢制薄壁外压容器稳定性在正常操作与外压压力试验时模糊可靠度的角度,对其稳定安全系数、试验压力系数与超压限制系数进行探索。研究表明:(1)从等可靠度的观点,在外压压力试验与正常操作时,薄壁外压球壳稳定性的模糊可靠度应分别不小于0.999 998 693与0.999 998 494;薄壁外压圆筒稳定性的模糊可靠度应分别不小于0.999 998 931与0.999 999 975 3。(2)薄壁外压球壳稳定安全系数应不小于14.53;薄壁外压圆筒稳定安全系数应不小于2.20。(3)薄壁外压球壳外压试验压力系数在外压压力试验时等于1.00;薄壁外压圆筒外压试验压力系数应不小于1.00但不大于1.28。(4)在外压压力试验时,薄壁外压球壳的超压限制系数应不大于0.068 8;薄壁外压圆筒的超压限制系数应不大于0.579 8。     

圆柱壳与凸型封头连接处边缘应力有限元分析

本文利用弹性有限元分析方法计算了相同尺寸条件下圆柱壳与标准椭圆封头，球型封头，碟型封头连接处及其附近的边缘应力，给出了连接部位应力分布规律，并将这几种情况的边缘应力进行了对比。为工程设计中此几种情况的考虑，提供了数值上的参考。     

钢制外压薄壁容器失去稳定性的探讨

通过大量实测数据表明,钢制短圆筒壳体在受外压时失去稳定性是属于弹性失稳而不是塑性失稳,即薄膜应力不大于材料的比例极限时,应力与应变的关系遵守虎克定律,但容器失稳后将产生永久性塑性变形。作者认为,由于拉姆公式计算值与实测值相差25～36％,故工程上用其计算容器失稳临界压力的作法过于保守。     

钢制薄壁外压容器稳定性的模糊可靠度

应用数理统计方法,分析了钢制薄壁外压球形封头稳定性的不确定性特征。基于信息熵模糊性度量与随机性度量相等可实现模糊等效随机的原理,将钢制薄壁外压容器的模糊临界失稳强度等效为随机强度,建立模糊强度一载荷随机模型,以按我国标准设计与制造的钢制薄壁外压容器为研究对象,探索其稳定性在正常操作与压力试验时的模糊可靠度。研究表明：（1）薄壁外压球形封头临界失稳强度的实测值与理论预测值之比,是基本符合正态分布的模糊变量。（2）在保持外压差的外压试验时,薄壁外压球形封头稳定性的模糊可靠度为0．999998693;薄壁外压圆筒稳定性的模糊可靠度为0．99999999999999685。（3）在正常操作时,薄壁外压球形封头稳定性的模糊可靠度为0．999998494;薄壁外压圆筒稳定性的模糊可靠度为0．9999999999999474．     

一种压力容器凸形封头中心孔翻边装置

设计了一种结构简单、加工快捷的压力容器凸形封头中心孔翻边装置。此翻边装置包括支架和设置在支架上的三个立柱,支架上设置有千斤顶,立柱和千斤顶位于支架同侧,千斤顶的螺杆端部设有对凸形封头中心孔进行翻边的圆锥台形冲头。     

大直径薄壁凸形封头压力试验有关问题探讨

对于δｅ＜０．３％Ｄｉ的内压薄壁凸形封头，一般按ＨＧＪ１６—８９［１］进行设计，在压力试验时需进行转角过渡区防止塑性垮塌和保持周向稳定性的校核，文中对此进行了分析。