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發布時間:2021-09-01 15:42  
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球形封頭與筒體連接區的應力分析
壓力容器的結構不連續區往往是壓力容器的高應力區,一般說來,壓力容器的結構不連續區可分為總體結構不連續區和局部結構不連續區兩種。總體結構不連續是指對結構相當大的部分產生影響的應力或應變源,例如封頭與殼體連接區、設備法蘭與殼體連接區、接管區、不同直徑或厚度或材料的連接區等;局部結構不連續是指對結構相對較小的范圍內產生影響的應力或應變源,例如小的圓角半徑、小的連接件、部分焊透的焊縫或小孔等。很多結構,如壓力容器開孔接管區等既存在總體結構不連續因素,又存在局部結構不連續因素。由于結構不連續區的幾何結構一般較為復雜,很難用解析法進行準確求解,通常采用有限元方法進行計算。 球形封頭與筒體連接區的應力分析 在高壓容器中,特別是直徑較大的容器經常采用球形封頭,因為球形封頭在內壓作用下兩向應力相等,受力狀況很好。球形封頭所需厚度往往比筒體厚度小很多,既可以節省材料又可以減輕負重。
壓力容器為什么要用橢圓封頭而不是球型封頭?
球型封頭也稱為球形封頭,是以球殼的球冠部分所形成的封頭,有半球型封頭和無折邊球性封頭兩類。球形封頭通常采用碳鋼、不銹鋼、合金鋼等材料制成。加工方式為數控車床車削,普通車床精車,弧焊等加工等。球型封頭鍛打精良,表面光滑,耐酸耐堿耐高溫,外形美觀,質感性能強,適用介質為氣體、液體、蒸汽。球型封頭應用在石油、電子、化工、、輕紡、食品、機械、建筑、、航空航天、等行業。
常見的容器封頭有半球形、碟形、橢圓形、無折邊球面、錐形、平蓋等。從受力情況看,依次為:半球形、橢圓形、碟形、錐形、平蓋較差;從制造上看,平蓋較易,其次為錐形、碟形、橢圓形、球形。
錐形封頭受力不佳,但有利于流體均勻分布和排料,使用也較多。球型封頭一般用在高壓設備或者中高壓的有色金屬設備上,球形是受力狀況很好的形狀,這樣做是為了節約材料成本。用厚度計算公式,球型封頭的厚度計算結果只有圓筒的一半。既然球形封頭受力情況很好,為什么壓力容器中較少采用,而大多采用橢圓封頭呢?其主要原因就是半球型封頭因為制造工藝復雜難度較大,球形封頭制造成本較高,所以,對于一般中低壓容器來說,大部分采用的是橢圓形封頭。所以造價比橢圓封頭高很多。
球型封頭形狀與受力情況存在什么關系?。球型封頭常用于壓力容器上,是目前常用的堵塞裝置之一,在實際工作中,由于使用的環境不一樣,所以封頭被制作成不同的形狀。很多人會好奇,不同形狀的封頭在工作中所受到的力是一樣的嗎?球型封頭廠家來向你做簡單介紹。
我們從封頭受力情況來看:球形的封頭的兩向應力是一樣的,而且在相同的P和D條件下,球形的封頭上的應力僅為筒體上的周向應力的一半;橢圓形的封頭經線曲率變化平滑連續,故應力分布比較均勻,對于標準橢圓形封頭,在相同的P和D條件下,封頭較大的薄膜應力數值上與圓筒中的周向應力相等。因此橢圓形的封頭的受力狀況僅次于半球形的封頭,而比其它封頭好。封頭的結構形式由承載能力、工藝過程及制造技術等方面要求決定。半球型封頭為受力較理想的結構形式,但因為半球型封頭深度達,當直徑小時,整體沖壓困難,而直徑大時,采用分瓣沖壓的工藝,拼焊工作量也較大。錐形封頭受力利于流體均勻布排料使用,較球形封受力情況壓力容器較少,采用采用橢圓封頭呢,其主要原因是半球型封制造工藝復雜難度較所造價比橢圓封頭高。碟形封頭由于存在過渡段,降低了封頭的深度,便于成型加工,但是由于蝶形封頭時三種形式的封頭中受力狀態較不好的封頭形式。橢圓形封頭則洗去了半球型封頭受力好和蝶形封頭深度淺的優點,因此橢圓封頭結構特性介于半球型和蝶形封頭之間,
還有一種是球冠形封頭,屬于凸形封頭。它在球面與圓筒連接處的曲率半徑發生突變,產生的不連續應力相當大,因此球冠形封頭一般只用于壓力不高的場合。
由此可見,由于使用的地方不一樣,所受的力不同,因此,在工作中,要根據工作需要選擇合適的封頭進行工作。選購封頭,新鄉封頭廠家是你明智的選擇,選擇我廠的封頭質優價廉。歡迎社會各界朋友到新鄉封頭廠家參觀洽談合作。光大機械新鄉球型封頭廠家愿和國內外同仁開發出更多、更好、更新的產品獻給客戶,共創美好未來!