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椭圆封头

椭圆封头制造

椭圆封头制造

  椭圆形封头的周向(环向)应力和经向(轴向)应力在壳体上各点都是变化的,在顶点的环向应力和轴向应力相等。

  椭圆封头承受均匀内压时,轴向应力恒为拉伸应力(正值),且由顶点处较大值向赤道逐渐递减至较小值;环向应力在时,封头过渡区将开始出现压应力,若长短轴比值继续增大,封头过渡区边缘的压应力值将迅速增大,即封头越浅,封头边缘的压应力值越高,所以将封头长短轴比值限制在2.6以内较为合理。封头厚度除应满足强度要求外,对大直径薄壁的椭圆形封头,还要提放由于封头过渡区的压应力,产生内压下的弹性失稳,为此封头厚度还应满足刚度要求。

  椭圆封头直边段的作用是避免封头和筒体的连接焊缝处出现经向曲率半径突变,以改善焊缝的受力状况。由于封头的椭球部分经线曲率变化平滑连续,故应力分布比较均匀,且椭圆形封头深度较半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中、低压容器中应用较多的封头之一。

  (1)受内压(凹面受压)的椭圆封头

  在一定条件下,椭圆形封头中的较大应力和圆筒周向薄膜应力的比值,与椭圆封头长轴与短轴之比的关系有关,工程设计采用简化式近似代替该曲线

  椭圆封头的应力增强系数    其厚度计算式可以用半径为Di的半球形封头厚度乘以K而得,即:

  当Di/2hi=2时,为标准椭圆形封头,此时K=1,厚度计算式为:

  椭圆封头的较大允许工作压力按下式确定:

  根据应力分析,承受内压的标准椭圆封头在过渡转角区存在着较高的周向压应力,这样内压椭圆形封头虽然满足强度要求,但仍有可能发生周向皱褶而导致局部屈曲失效GB150规定标准椭圆形封头的有效厚度应不小于封头内直径的0.15%,非标准椭圆形封头的有效厚度应不小于0.30%。

  (2)受外压(凸面受压)椭圆形封头

  其外压稳定性计算公式和图算法步骤同受外压的半球形封头,但公式及算图中的球面外半径Ro由椭圆形封头的当量球壳外半径Ro=K1Do代替,K1值是椭圆长短轴比值Do/(2ho)(ho=hi+δn)决定的系数。


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