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球形封头与椭圆形封头的比较

编辑:无锡市前洲西塘锻压有限公司  时间:2016-08-17

球形封头与椭圆形封头的比较

      1)从受力情况看:球形封头的两向应力相等,而且在相同的 P 和 ? D条件下,球形封头上的应力仅为筒体上的周向应力的一半;椭圆形封头经线曲率变化平滑连续,故应力分布比较均匀,对于标准椭圆形封头( a b ? 2),在相同的 P 和 ? D条件下,封头最大的薄膜应力数值上与圆筒中的周向应力相等。故椭圆形封头的受力状况仅次于半球形封头,而比其它封头好;

       2) 从制造难易程度看:椭圆形封头的深度比半球形封头浅的多,较易制造;

       3) 从制造所使用的材料多少来看:从理论上讲,在一些条件均相同之下,标准椭圆形封头壁厚大约比半球形封头厚一倍,而与圆筒的壁厚相近。故球形封头比椭圆形封头更节约材料。

       4)从结构上看:球形封头为半个球壳。

       5)球形封头因具有受力均匀、应力较小的等优点被广泛用于压力较高、直径较大的高压容器和特殊需要的场合;椭圆形封头经线曲率变化平滑连续,易于冲压成型,是目前应用较多的封头。

3.注意事项

      1)但在实际应用中,考虑到封头上开孔对强度的削弱,封头与筒体对焊的方便。

      2)在化工设备上常用半个椭球作为容器的封头,从降低设备高度,便于冲压制造考虑,封头的深度浅一些好但,因此a b 值不宜过大。当 a b ? 2时,椭球顶处的最大环向拉应力恰好等于椭球周边(即赤道圈)处的最大环向压应力,此时封头中的最大薄膜应力数值也正好与同直径、同壁厚的圆筒中的环向应力相等。当 a b ? 2时,椭圆形封头中的最大应力还将增大,其环向应力的最大值(绝对值)将从椭球顶移至椭球周边处。所以从受力合理的观点看,椭圆形封头的a b 值不应超过 2。

      3)若圆筒上开椭圆形圆孔,应尽量使其短轴平行于圆筒的轴线方向。

4.三种应力分析方法的比较

      1)用解析法解决一些回转薄壳的应力计算较为方便,但其有一定的局限性,而对于一些形状不规则的或有一定厚度的容器应力计算时解析法较为复杂。

      2)实验电测法使用范围较为广泛,从理论上讲,用实验法测定的应力值最接近实际值,但实验法误差产生的来源较多,误差有时也较大。

      3)用有限元法分析应力是一种相对比较精确的方法,它的误差大小主要取决与人对容器尺寸的测量是否精确,其使用范围也较为广泛。


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