设计与工艺实用数学讲座：第四讲 椭圆封头（中）

六、椭圆封头中心部位近似球面及其误差标准椭圆封头的椭球面中心部位在形状上与球面是很接近的，在一定的范围和条件下作为工程近似，可以用球面代替椭球面。例如，分瓣制造封头时的顶圆板或在一定中心范围内确定某些参数时，以球面替代椭球，不仅符合技术条件要求，而且给分析计算、加工制造带来许多方便，是很有实用价值的。但椭圆与圆（为叙述的方便，以回转体中心剖面线——母线进行分析）毕竟不同，其间的差异将随范围的扩大而愈加显著，故须确定两者在近似范围内的相关数值、差异及变化和比较，以便在工程上根据实际技术要求，合理地…     

设计与工艺实用数学讲座：第五讲 椭圆封头（下）

八、整体冲压封头的坯料尺寸假定在冲压过程中，金属塑变良好，加工前后壁厚（t）不变，均匀一致，区金属总量没有变化，即处于“理想状态”。1．封头还料冲压成型后的组成封头还料（圆形）经整体冲压后，形成3个部分（见图9）。即：1）椭圆部分1：内径为D．；2）直边部分Ⅱ：高度为h；3）加工余量血为凸。图中t为壁厚，中径：Dm=Di＋t。图9封头的组成封头的金属总体积V一VI＋VI＋V，式中VI一0．345。抓对参阅第四讲式（2）］，V，一。D。hi．V．一ffDe凸t。．“．V一〔0．345。Db＋7TDM（凸十b）〕t2．封头坯料（圆形）的直径d根据…     

设计与工艺实用数学讲座：第十一讲 半球形封头与球壳

半球形封头和球壳是压力容器的重要组成或主体部分，应用广泛，其下料准确、合理的计算与加工，不仅能做到优质、高效，而且还可节省大量钢材。一、半球形封头1．半球形的表面积半球形如图1所示，它的表面积S为：S=2πR2.............................................（豆）2．半球形封头的结构参数半球形封头如图2所示，由半球及直边h构成。其参数有：内径Di，直边量h，壁厚t，在加工为成品之前，还有加工余量否。图1半球形图2半球形封头3．整体压制半球形封头的坯料尺寸封头的坯料是厚度为t、直径为d的圆形板材。假定坯料在压制成型前…     

冷旋近似椭圆封头与标准椭圆封头的比较

本文对冷旋近似椭圆封头与标准椭圆封头(JB1154—73)的成型方法、几何特征及应力状态进行了分析比较。结果表明,冷旋近似椭圆封头是碟形封头。本文指出,冷旋近似椭圆封头不能直接等效地代用标准椭圆封头(JB1154—73)。本文也给出了一个两者的简单代用关系。     

设计与工艺实用数学讲座：第一讲 碟形封头的计算展开

[编者按]本刊约请北京金属结构厂教授级高级工程师孙新铭撰写“设计与工艺实用数学讲座”。作者结合板金结构的设计与加工制造工艺实践，系统介绍机械设计与制造工程中各种常见结构（如椭圆体、椭圆封头、圆柱体、球体、锥体及其相贯等）的数学计算式及其应用。这些计算式大多能够通过计算器和计算机编程运算。应当指出，作者的这些应用数学于生产的经验和体会，虽然主要源自于钣金结构设计与制造，但对其它有关机械工程设计与工艺（如模具、数控加工及常规机械加工等）也能提供数学模型，同样具有实用价值。为了简化讲述，作者将各种机械工…     

椭圆封头上接管简易展开法

在压力容器制造中,时常会遇到椭圆封头上垂直接管展开情况。按常规其展开图,一般采用先在视图中作出相贯线,然后用取点法求得(图1)。这种方法速度较慢,作图过程中产生的累积误差也较大。现介绍一种旋转投影的方法,其特点为简单、可靠、效率高、几何     

标准椭圆封头工艺增厚问题的讨论

通过对压力容器用标准椭圆封头的设计、采购、制造过程的阐述,指出了封头在设计、制造过程中存在的问题,提出将简体名义厚度做为封头名义厚度,从而满足压力容器制造的安全性与经济性,避免封头制造和使用方由于工艺增厚而引发价格纠纷。     

设计与工艺实用数学讲座：第七讲 圆锥体（上）

一、圆锥体及其展开1．圆锥体的结构参数圆锥体如图1a所示，其主要参数：R──底国半径；H──锥高。导出参数：锥顶半角β＝arctg（R／H）；锥底角α＝arcts（H／R），母线l＝R／sinβ2．圆锥体展开圆锥体展开见图1b，扇形半径为l，弧长S＝20648R扇形的张角＝s／l＝2πsinβ或锥体上对应于θ角的母线，在展开图上的对应位置为。（见图1b）。扇形的弦长为T，为准确定位展开尺寸，需确定与角对应的弦长，从图1b的几何关系可知：常用有锥体及其展开的数据：p、9、E的对应值列于表1宗1巳o、E对布信二、圆台及其展开1．国台的结构参数（见…     

大径椭圆封头热压成形工艺的铸制压模设计

在锅炉,石化设备压力容器制造中,对于中小直径规格封头则可根据本厂设备能力来决定制造工艺方案,当所压制封头的展开坯料直径大于压力机工作台空间尺寸时(宽度),就要采取分片冲压而后拼焊制成封头,其质量必须符合JB741—80《钢制焊接压力容器技术条件》的要求。另一方面,对于压模结构形式.材料选择,也是一个关键环节。为使模具经常重复使用且不形变,达到经久耐用的要求,我厂已设计研制出“铸制热压横具”,所冲压成形的封头质量完全符     

凸形封头上任意点高度的确定（上）

压力容器和微压容器用的封头,多为凸形封头。凸形封头包括椭圆形、碟形、无折边球形和半球封头四种。通常在封头上需安装接管或固定某些零件,因此要计算在距封头轴线不同位置的高度。尤其接管与封头相交的相贯线必须确定,才能解决管与封头相交处的形状。通常的计算法和放样下料法很复杂,本文提供图表计算法,简单适用,通用性好,可供从事下料及安装工人和技术人员参考。     

三圆弧椭圆封头及其参数优化

使用有限元方法研究了标准椭圆封头以及双圆弧近似椭圆封头应力状态,对它们的应力分布进行了分析。针对双圆弧近似椭圆封头的峰值应力较标准椭圆有较大提高这一事实,提出了用优化的三段圆弧代替了两段圆弧作近似椭圆封头的母线。应力分析的结果表明,三段圆弧近似椭圆封头的峰值应力已十分接近标准椭圆封头,而且其成形工艺亦不复杂。     

压力容器非标准型椭圆封头简便作图参数选择

对于压力容器制造中的非标准型椭圆封头曲线几何作图放样,本文介绍一种简便作图参数选择方法,所绘制图形完全符合当前国家标准GB150-1998《钢制压力容器》和JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》标准的要求。     

设计与工艺实用数学讲座：第八讲 圆锥体（下）

四、与斜截圆锥体所面连接的几何体1．与斜截圆锥体断面连接的条件与斜截圆锥体所面相连接的几何体（板或管）端面只有与斜截圆锥断面的椭圆参数（长、短半轴）完全相同时，两者才能吻合相连。当锥体参数为R、a、斜截角为时，见图11，它的椭圆断面参数为：从图11所示的几何关系可知：当β＝90°-a时，Ka有最小值。180°-2a时，Ka＝1（a＝R）；Kb则随的增加而下降，a时Kb＝0。一定范围内的Ka、Kb值列于表4，为清晰地了解Ka、Kb随的变化趋势，以曲线形式示于图12。断面为椭圆的几何体有多种，如椭圆平面（盖板）、椭圆柱体、斜截椭圆柱体…     

大型双面复合板椭圆封头冲压工艺

根据EHA4120双面复合板椭圆封头的冲压实际经验，分析探讨了此种封头在压制过程中外表面复合层产生裂纹的原因，通过改进压制工艺，成功地完成了封头的压制任务。     

设计与工艺实用数学讲座第九讲 直角锥 斜锥（上）

一、直角锥及其展开1．直角锥的特点及参数直角锥是底为圆的锥体，参见图1。锥顶A的垂恰在底圆的圆周上（B点），即锥体有一根母线（AB）底圆垂直。直角锥的主要参数：R为底圆半径；H为锥高。心剖面内的夹角：β＝arctg（R／H）。直角雄的一个明显特点是；平行底圆的截面都是圆（图1中，该平面过E点），当EB＝H—h时（以下称为截高），r：R＝h：H。截面的圆心都在AO直线2．直角锥的展开—母线函数式及展开张角1）母线函数式图2中，AC为任一母线，长度以l表示，h（土BOC）为参量，则有如下关系：2）直角雄的展开直角推展开的轮廓曲…     

设计与工艺实用数学讲座：第十三讲 管筒斜交（下）

三、接管展开部分的面积Sp1．接管展开部分面积Sp的计算式根据式（1）、式（2），Sp应以下式计算：2．Ap的数值对式（17）进行积分，用近似解的方法求值，其误差＜0．0001，由于倾角不可能太小，α取90°～40°范围（间隔5°）。若λ0过小，则可视筒体为平面计算，故λ0取为0．2～1（间隔为0．05），计算的数值列于表5，供读者应用时参考。表5Ap与α（倾角），λ0＝r／R的对应数值3．应用举例管筒斜交，r＝250，R＝500，α＝60°解：λ0＝r／R＝250／500＝0．5，查表5可得：Ap＝4．5821Sp＝Apr2＝4．5821×（0．25）2＝0．2864（m2）四…     

锥形封头过渡段应力的理论分析与设计方法

对折边锥形封头的过渡段部分进行应力分析,提出以无矩理论为基础的常规设计方法,并与现行常规设计方法（国家标准ＧＢ１５０－８９《钢制压力容器》所规定的方法）进行比较,同时研究了计算厚度公式,探讨了现行规范中有关设计公式的来历,为折边锥形封头的设计提供理论依据。     

大型椭圆封头瓣组焊工艺方法

采用工装胎具和合理安排焊接工序，解决大型容器的薄壁奥氏体不锈钢椭圆封头的组焊问题。     

蒸发器椭圆上封头内外曲面数控精加工工艺研究

百万千瓦级核岛蒸汽发生器系一回路承压容器,工作时须经受15．4MPa高压水,对于一级安全承压设备,壁厚不均匀会造成零件承压时受力不均,产生严重的事故隐患。本文主要研究如何实现椭圆上封头零件内外曲面任意点法向等壁厚加工的工艺方法。