新型内压薄壁封头的设计

<正> 一、引言 由于承受内压的椭圆形或碟形封头在封头转角区域存在着较高的周向压应力(见图1～2),为防止封头发生失稳破坏,我国和其它一些国家的压力容器设计规范对其最小壁厚作了限制。其中我国规定指出:封头壁厚(不包括壁厚附加量),对于标准椭圆封头或相当的标准型碟形封头(R_i=0.9D_i、r_i=0.17D_i)应不小于封头内直径的0.25％,其它椭圆形封头或碟形封头应不小     

热压整体碟形封头坯料尺寸的计算

1 前言 碟形封头与椭圆形封头不同,是有折边的球面封头,它是由球面体和过渡区两个曲率部分以及直边部分组成,球面体和过渡区为一不连续曲面(见图1)。     

内压薄壁凸型封头的计算

对于内压下的薄壁凸封头,不仅要考虑过渡区的不连续应力,而且还应对过渡区的周向压缩应力作稳定性校核。本文从以上两个原则出发,利用《WRC Bulletin》上发表的公式及GB150-89的计算方法给出了标准形(包括碟形和椭圆形)封头及一般碟形封头(r≥0.1D_iR≤D_i)的壁厚计算公式。同时还对HGJ16-89的计算方法的不足进行了分析。采用本文公式计算简单、不须查图,而且使用范围电比文[3]要宽。     

内压薄壁容器碟形封头的应力研究——理论、实测与有限元分析对比

对碟形壳体的应力进行了理论分析 (解析计算 )和有限元分析计算 ;对一内压薄壁容器的碟形封头进行了外壁应力实测 ,并将实测结果、解析结果和有限元结果进行了对比分析 ;探讨了碟形封头的应力变化规律及其原因。     

椭圆封头受力及计算

封头是压力容器上必不可少的重要组成部件,常见的包括椭圆形封头、球冠形封头、碟形封头、半球形封头等。其中由于椭圆形封头具有受力合理、制造方便等优点,故在工程上应用非常广泛。文章主要介绍了椭圆形封头在内压和外压作用下的受力状态、最大应力位置、厚度计算依据及开孔补强计算。     

压力容器凸形封头的合理设计

通过对受内压的凸形封头（球形、椭圆形、碟形以及锥形封头）受力特点的分析和有限元计算，说明设计者如果对其应力状态有效清楚的认识，或在设计时进行除薄膜应力外，其它相应的应力分析，就可以采用合理结构，提高封头强度，减小封头壁厚。     

凸形封头在内压作用下的失稳

在对受内压旋转壳体的内力分析的基础上,讨论影响失稳的因素,求得椭圆形封头和碟形封头在内压作用时避免失稳的有关参数的范围。     

凸形封头在内压作用下的失稳

在地受内压旋转壳体的内力分析的基础上，讨论影响失稳的因素，求得椭圆形封头和碟形封头在内压作用时避免失稳的有关参数的范围。     

对凸形封头上限制开孔位置合理性的分析

在生化工程,高分子材料工程以及精细化工等行业,经常遇到在反应器顶盖上因设置搅拌器机座并要开设工艺用■孔、视孔或人孔等原因而难以满足GB150-89《钢制压力容器》中关于“在椭圆形或碟形封头过渡部分开孔时,椭圆形或碟形封头上开孔的孔边、或外加补强元件的边缘与封头边缘间的投影距离不小于0.1D_■的规定,虽然GB150-89对于无法用常规方法确定结构尺寸的受压元件,允许采用以应力分析为基础的设计(包括有限单元分析)、验证性试验分析和用可比的已投入使用的结构进行对比的经验设计,但是往往由于客观条件限制等原因,设计人员总是遵守0.1D_1的规定,把封头转角过渡区视为开孔的禁区,给用户带来一定为难。本文试从凸形封头的壁厚计算和开孔补强设计所依据的基本原理出发,分析GB150-89对开孔位置作出上述限制的合理性。     

压力容器新型封头的研究

现行标准的椭圆形封头无法旋压成形,只能旋压形状相近,力学性能稍差的标准碟形封头来代替。由于成形减薄量的影响,标准椭圆形封头一般会比相连的筒体厚2mm。提出了与标准椭圆形封头以及标准碟形封头深度大致相等的椭圆弧加圆弧形封头,通过与标准椭圆形封头和标准碟形封头进行对比可知,椭圆弧加圆弧形封头力学性能优越,且与筒体厚度相等,与标准椭圆形封头相比,平均可节约15%材料,且成形更方便。     

对接的裙座顶端至封头切线处距离的计算

当裙座是和塔的底封头对接,在计算塔的总高时,是需要计算裙座顶端到椭圆形封头切线处的距离的。过去没有计算公式,在有些图纸上,往往一估了事,误差很大。现在介绍一个近似的计算方法。设塔的底封头为标准的2:1椭圆形封头。封头的内面是椭圆形。加上厚度后的外侧,由于厚度相对直径来说甚小,也仍以椭圆形考虑之。因δ相对于R 甚小,可略去,得近似公式h≈Dδ~(1/2)/2+C (2)C 为校准系数。其余符号请参阅图,均以mm计。当δ≤10 mm 时,取C=1,δ>10 mm 时,取C=2。按式(2)计算时,较式(1)得的结果稍有误差,尤其在小直径向壁又较厚时,C 值可再增加1～2 mm。但式(2)简单好记。     

对美国《锅炉及压力容器规范》Ⅷ-1的理解之四——带法兰的凸形封头设计

本文着重对ASME带法兰的凸形封头设计公式如何正确理解及其应用范围进行了分析,从而对现行规范提出某些不同看法。对于带法兰的凸形封头,见图1,其中除类型(a)可以看成是碟形或椭圆形封头和一般活套或整体法兰两者的组合,可以按相应的凸形封头(内压或外压)和相应的法兰(一般活套或整体法兰,并区分内压或外压)单独计算外,类型(b)、(c)、(d)的封头和法兰,有的封头和法兰两者互不联系,故仍可将封头和法兰单独计算,但因涉及所用垫片可以是环形垫片(窄垫     

封头上受集中载荷的应力考虑

1问题的提出压力容器搅拌设备设计中，封头上有减速机、机架、电动机等附件，此类附件荷载一般是环形均匀分布在封头上如图1。在此均布载荷作用下，封头内与载荷相平衡的薄膜应力只有经向应力和环向应力如再加上由于内压作用所产生的经向应力和环向应力，则封头上所受经向应力为和环向力为。2应力分析ZI经向应力。m如图2所示，因为封头是轴对称回转壳，其所受之环形均匀分布载荷也是轴对称的。对于封头上任意一点X，根据Y方向力的平衡条件，得到。m27221sino－P＝0（豆）其中2＿为。。作用面积，故第一项为截面上总内力在Y轴上的投影。对…     

用列线图求部分装载贮罐封头的容量

仅是碟形(凸出、隆起的),椭圆形或半球形的贮罐封头的容积,可以下列公式为基础的列线图求出: V,l=0 .ooo932sh“(1.5d一h) Vezl=0 .0022611’(1.5d一12) V一:eoi二2 Ve,,(即:高度相同时·,游球形封头的容积是椭圆形封头的两倍)。 d 注意:如果求全封头容量,把h二苍的容积乘上2;如果,\dn,才.-二 乙则从全封头容量中减去空隙容积。 举例:如果一个椭圆形封头,内径=120英寸,液体高度==40英寸,求封头中液体体积。 解:按照上述条件从本图中,可求得椭圆形封头的容积为209加仑。7060240邵O5 OO /日00卿.卿,5170一邢J﹃拙l︸洲1︸邢l卿.︸邢-.沁二…     

近似椭圆形封头等效代替标准椭圆形封头的可能性与条件

本文从封头的应力计算、强度和稳定性分析、设计方法和设计公式的来源、形状和尺寸允差的制订依据以及国内外相关规范的规定等出发,分析近似椭圆形封头等效代替标准椭圆形封头的可能性与条件。指出,对于近似椭圆形封头,标准碟形封头,在满足标准椭圆形封头的各项形状与尺寸允差条件下,不论采用旋压或冲压成形,能够等效代替同材质、同厚度的标准椭圆形封头。同时指出为保证安全使用,对冷旋压封头是否需要作热处理应有所规定.     

压力强化时封头失稳的问题分析

对在压力强化时封头过渡区发生失稳的问题进行了分析,指出了封头厚度不足及其曲面形状偏差是引起过渡区周向压缩应力过高从而导致失稳和屈服的原因,提出了预防封头失稳的措施。     

纤维缠绕内压容器中的不连续应力和变形计算—正交各向异性壳体的轴对称弯曲问题(一)

符号: P——内压力; R——筒体的半径,也是赤道处半 径; R_φ——封头壳体的子午向主曲率半径; R_——封头壳体的环向主曲率半径; r_0——封头极孔半径; h——封头壳体在任一点φ处的厚度; h_0——封头壳体赤道处的厚度; t——筒体的玻璃钢总厚度;E_φ、E_——分别为封头子午向和环向的弹 性模量;D_φD_——分别为封头子午向和环向的弯 曲刚度;B_φ、B_——分别为封头子午向和环向的拉 伸刚度; μ_φ——子午向的应力引起的环向应变 给出的泊松比; μ_φ——环向的应力引起的子午向应变 给出的泊松比;T_φ、T_——分别为封头子午向和环向的拉 伸内力;     

压力容器封头旋压成型可行性探讨

通过对压力容器新型封头、标准椭圆形封头和碟形封头的容积、表面积以及用料量的比较,论证了采用旋压成型的新型封头取代标准椭圆形封头的可行性。     

储罐碟形封头应力有限元分析

储罐常指用于储存液体或气体的密封容器,在石油、化工、粮食、交通、国防等等方面都起着至关重要的作用。因此,储罐的合理设计显得尤为重要。储罐常承受内压,是属于压力容器的一种,其结构上的不连续区域在承受内压情况下往往是高应力区,在该区域的几何形状一般较为复杂,很难进行精确求解,因此采用有限元法进行计算最为恰当。针对轴对称压力容器在内压作用下的变形特点,本文通过对储罐及其碟形封头的有限元分析,将结构划分为八份完全相同的子结构,通过求解单个子结构的应力,得到了整个结构的应力、应变状态,进而对结构进行强度分析。从结果分析可知,碟形封头储罐在内部压力的作用下,应力最大值出现在碟形封头圆弧过渡段处。封头中心和筒体仅受拉应力的作用,封头过渡段存在压应力。压应力的作用会使储罐容器产生失稳失效。     

碟形封头的设计

<正> 前 言 本文全面地阐述了碟形封头的设计。指出设计原则应是选用弯曲应力修正系数M最小的封头。这种封头是椭圆形封头的最佳近似,可称为基准型封头。 本文给出碟形封头的临界厚度值,指出按强度公式确定的厚度,只在其值大于临界厚度时才正确,否则应按稳定原则确定厚度。 本文最后讨论了有关碟形封头的设计规定,建议扩大R/D至1.25及增大不需作稳定核核的封头最小厚度值。