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幾種常見的承受內(nèi)壓封頭的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

發(fā)布時間：2011-10-17 瀏覽：

　　幾種常見的承受內(nèi)壓封頭有橢圓形，碟形，球冠形，錐形封頭，下面就針對這四種形狀的封頭的結(jié)構(gòu)與相關(guān)情況做如下介紹：

　　1.橢圓形封頭的周向（環(huán)向）應(yīng)力和經(jīng)向（軸向）應(yīng)力在殼體上各點(diǎn)都是變化的，在頂點(diǎn)的環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力相等，而在赤道上的應(yīng)力。橢圓封頭承受均勻內(nèi)壓時，軸向應(yīng)力恒為拉伸應(yīng)力（正值），且由頂點(diǎn)處最大值向赤道逐漸遞減至最小值；環(huán)向應(yīng)力在時，封頭過渡區(qū)將開始出現(xiàn)壓應(yīng)力，若長短軸比值繼續(xù)增大，封頭過渡區(qū)邊緣的壓應(yīng)力值將迅速增大，即封頭越淺，封頭邊緣的壓應(yīng)力值越高，所以將封頭長短軸比值限制在2.6以內(nèi)較為合理。封頭厚度除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，對大直徑薄壁的橢圓形封頭，還要提放由于封頭過渡區(qū)的壓應(yīng)力，產(chǎn)生內(nèi)壓下的彈性失穩(wěn)，為此封頭厚度還應(yīng)滿足剛度要求。

　　2.碟形封頭由球面部分、直邊段以及過渡區(qū)三部分組成。過渡區(qū)連接球面部分和直邊段，所以在過渡區(qū)的兩端經(jīng)線曲率半徑有突變，將產(chǎn)生邊緣應(yīng)力。碟形封頭邊緣應(yīng)力的大小和過渡區(qū)半徑與球面半徑的比值有關(guān)，比值越小，曲率邊境突變的越厲害，邊緣應(yīng)力越大，當(dāng)比值到了極限即過渡區(qū)半徑為0時，碟形封頭就演變成球冠封頭與直筒體，此時邊緣應(yīng)力到了最大值。所以碟形封頭的過渡區(qū)就是為了降低邊緣應(yīng)力，而直邊部分目的是為了避免邊緣應(yīng)力作用在封頭和筒體連接的焊縫上。

　　3.球冠形封頭在球面與圓筒連接處其曲率半徑發(fā)生突變，同時因兩殼體無公切線而存在橫向推力，所以產(chǎn)生相當(dāng)大的不連續(xù)應(yīng)力，因此這種封頭一般只能用于壓力不高的場合，且封頭與筒體連接的角焊縫必須采用全焊透結(jié)構(gòu)。在對球冠形封頭進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)注意與封頭連接的圓筒厚度應(yīng)不小于封頭厚度，否則應(yīng)在封頭與圓筒間設(shè)置加強(qiáng)段過渡連接。圓筒加強(qiáng)段的厚度應(yīng)與封頭等厚，長度應(yīng)不小于，目的是消減邊緣應(yīng)力。

　　4.錐形封頭什么時間帶折邊，角度限制等參照GB150相關(guān)章節(jié)的說法。這里說說受內(nèi)壓無折邊錐形封頭。

　　錐體的主體部分在內(nèi)壓作用下，最大薄膜應(yīng)力發(fā)生在大端。錐體和圓筒部分連接處，由于幾何不連續(xù)性，曲率半徑突變，因此該處會產(chǎn)生較大的橫向推力，引起較大邊緣應(yīng)力，容易發(fā)生彎曲，故需加強(qiáng)。