您的位置:网站首页 > 技术应用 > 正文

水平条带型压力容器横向破损受力解析

作者:admin来源:中国压力容器网 日期:2012-3-1 8:59:42 人气: 标签:

  屈服条件与边界条件对于内壳,因轴力Nz不计,因而屈服条件仅与N和Mz有关,采用Tresca屈服条件。为了简化计算,采用弱作用屈服面,即精确屈服面(虚线部分)的外接正方形,如所示。对于外壳,也采用Tresca屈服条件和弱作用屈服面,将中的m、n分别用mi、ni替代即可。内壳和外壳边界条件分别为m(0)=0和边界条件mi(0)=0.

  容器轴向爆破压力设ps为内壳的极限压力,当p=ps时,内壳将处于极限状态,应力点全部落在屈服面AB上,而且x=0处的应力点在屈服面A点,x=1处的应力点在屈服面B点。这表明,内壳在中央处和两端处形成了塑性铰环,如所示。在屈服面AB线上,n=1,将此式代入式(3),得m/(2C2)+1-ps=0,此式对x积分,利用边界条件得出:ps=1+2/C2(5)设pis为第i绕带层的极限压力。将pi=pis时ni=1的条件代入式(4),得到:pis=cos2+2sin2/C2i(6)设容器的静态极限压力为qs。将式(5)和式(6)代入p和pi的表达式中,并消去q1和qi,得到容器的极限压力为:qs=<2H(L2+2HR)/(RL2)>ns++2h{2hksin2/L2+cos2

  ki=11/}ds(7)这里假设最外层外侧不受力作用,即qk+1=0.

  塑性变形模态实际上,制造容器的并非理想刚塑性材料,容器达到完全屈服后有一个强化过程,还能够继续承受压力,直到爆破为止。对于扁平绕带式压力容器,只要将式(7)中的ns和ds分别用内、―外壳材料的抗拉强度nb和db代替,就可得到扁平绕带式压力容器的轴向爆破压力公式。设扁平绕带式压力容器的轴向爆破压力为qb,则有:qb=<2H(L2+2HR)/(RL2)>nb++2h{2hksin2/L2cos2

  ki=11/}db(8)2实例计算与分析比较不少人提出了扁平绕带式压力容器的轴向和环向爆破压力计算公式,笔者从较为常见的几个公式中选出如下两个。

  郑津洋<5>综合考虑钢带层间摩擦力加强作用后提出的轴向爆破压力公式为:pzb=<(K21-1)/K21>nb+(K2-1)(sin2+0125cos2)db(9)式中K1=(R+H)/(R-H),K2=(R+H+2hk)/(R+H)。

  黄载生<7>基于混合屈服条件而提出的环向爆破压力公式为:pb=<(2/3)lnK1>nb+(cos2lnK2)db(10)大量文献介绍了许多台扁平绕带式压力容器的爆破试验情况<410>。笔者从中选取5台容器,采用本文得到的爆破压力公式式(8)进行计算,并与实验值以及式(9)和(10)的计算值对比分析。

  由分析可以得出以下几点:a.按本文给出式(8)计算得到的计算值与实验值基本吻合,其相对误差值与按其他公式计算所得结果的误差值相比较总体上相当。由此表明式(8)对扁平绕带式压力容器的工程设计具有一定的参考价值。

  b.容器13按式(8)计算得到的结果表明,轴向爆破压力相对误差值随着缠绕倾角的减小而增大。说明钢带缠绕倾角越大,式(8)越适应。

  c.迄今为止,只有式(8)给出了爆破压力与容器长度的关系。这种关系还需要从理论和实验上进一步分析研究。

  结束语本文提供了一个计算扁平绕带式压力容器爆破压力的公式。通过爆破压力计算值与试验值比较分析发现,计算值与扁平绕带式压力容器爆破压力的试验值的误差不大,表明该公式精度较高,可在扁平绕带式压力容器的工程设计时参考使用。

  

读完这篇文章后,您心情如何?
0
0
0
0
0
0
0
0
本文网址: