外压容器与压杆的稳定计算ppt课件.ppt

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1、第九章外压容器与压杆的稳定计算第一节稳定的概念与实例第二节外压圆筒环向稳定计算第三节封头的稳定计算第四节真空容器加强圈的计算第五节压杆稳定计算简介第六节圆筒的轴向稳定校核外压容器：容器外部压力大于内部压力。石油分馏中的减压蒸馏塔、多效蒸发中的真空冷凝器、带有蒸汽加热夹套的反应釜真空干燥、真空结晶设备等。第九章外压容器与压杆的稳定计算第一节稳定的概念与实例一、概念外压容器的失稳－作用在容器上的外压达到一定的数值时，壳体突然失去原来的形状被压瘪或出现波纹，这种现象称为失稳。外压容器失稳的实例第一节稳定的概念与实例二、

2、失稳的形式第一节稳定的概念与实例二、失稳的形式（一）整体失稳－压应力均布于全部环向或轴向，失稳后整个圆筒被压瘪。外压圆筒即属此类1、环向失稳：容器由于均匀环向压应力引起的失稳叫做环向失稳。环向失稳时壳体横截面由原来的圆形被压瘪而呈现波形。波数与临界压力Pcr相对应，较少的波纹数对应较低的临界压力。第一节稳定的概念与实例二、失稳的形式第一节稳定的概念与实例二、失稳的形式2、轴向失稳1、环向失稳：如果一个薄壁圆筒承受轴向外压，当载荷达到某一数值时，也会丧失稳定性。在失去稳定时，它仍然具有圆形的环截面，但是破坏了母线

3、的直线性，母线产生了波形，即圆筒发生了褶绉。第一节稳定的概念与实例二、失稳的形式（二）局部失稳－压应力均布于局部区，失稳后局部被压瘪或出现褶皱。如容器在支座或其他支承处以及在安装运输中由于过大的局部外压也可能引起局部失稳。第二节外压圆筒环向稳定计算一、临界压力计算导致筒体失稳的外压称为该筒体的临界压力，以Pcr表示。临界压力与哪些因素有关？（1）圆筒外径与有效壁厚之比Do/δe；（2）圆筒计算长度与外径的比值L/Do；（3）材料的力学性能（E，μ).长圆筒短圆筒刚性圆筒第二节外压圆筒环向稳定计算㈠长圆筒长圆筒－

4、当圆筒的相对长度L/Do比较大时，其中间部分将不会受到两端封头或加强圈的支撑作用。长圆筒最容易失稳压瘪，出现波纹数n=2的扁圆形。一、临界压力计算钢制长圆筒临界压力计算公式加强圈-刚性较大的圆环第二节外压圆筒环向稳定计算（一）长圆筒一、临界压力计算装上一定数量的加强圈，利用加强圈对筒壁的支撑作用，可以提高圆筒的临界压力，从而提高其工作外压。扁钢、角钢、工字钢等都以制作加强圈。加强圈可设置在容器的内部或外部。第二节外压圆筒环向稳定计算（二）短圆筒一、临界压力计算短圆筒－当圆筒的相对长度较小，其两端的约束作用不能忽视

5、，这种圆筒称短圆筒。短圆筒失稳时的波数n>2，波数与δe/D0和L/D0有关.钢制短圆筒临界压力计算公式式中L为筒体的计算长度外压圆筒的计算长度L如何确定？（1）当圆筒上无加强圈时:第二节外压圆筒环向稳定计算一、临界压力计算L＝圆筒长＋2×封头直边段＋2×1/3封头曲面深度外压圆筒的计算长度L如何确定？（2）当圆筒上设有加强圈时，取各相邻加强圈中心线间距、离封头最近的加强圈中心线至该凸形封头曲面深度的1/3处距离的最大值。第二节外压圆筒环向稳定计算一、临界压力计算L＝max(Li)外压圆筒的计算长度L如何确定？(

6、3)对带夹套的圆筒，取承受外压的圆筒长度；若带有凸形封头，还应加上封头曲面深度的1/3。第二节外压圆筒环向稳定计算一、临界压力计算第二节外压圆筒环向稳定计算（三）刚性筒一、临界压力计算若筒体较短，筒壁较厚，即L/D0较小，δe/D0较大，容器的刚性好，不会因失稳而破坏，这种圆筒称为刚性筒。刚性筒是强度破坏，计算时只要满足强度要求即可，强度校核公式与内压圆筒相同。第二节外压圆筒环向稳定计算二、临界应力σcr筒体在临界压力作用下，筒壁内的环向压缩应力称临界应力——σcr第二节外压圆筒环向稳定计算三、临界长度Lcr长圆

7、筒短圆筒令如何区分刚性筒和短圆筒？第二节外压圆筒环向稳定计算四、外压圆筒的设计计算外压圆筒计算常遇到两类问题：（1）已知圆筒的尺寸，求它的许用外压[p]；（2）已给定工作外压，确定所需厚度δe。(一)、解析法(二)、图算法第二节外压圆筒环向稳定计算四、外压圆筒的设计计算1.许用外压[p]实践表明，许多长圆筒或管子一般压力达到临界压力值的l／2～1／3时就可能会被压瘪。此外，考虑到容器有可能承担大于计算压力的工况，因此，不允许在外压力等于或接近于临界压力Pcr进行操作，必须有一定的安全裕度，使许用压力比临界压力小，

8、即m-稳定安全系数。根据GB150-1998《钢制压力容器》的规定m=3。2.设计参数：（1）设计外压力对真空容器当在容器上装有安全阀时，设计外压力取1.25倍的最大外、内压力差与0.1MPa二者中的小值；当容器未装有安全阀时，设计外压力取0.1MPa。对其他外压容器，按实际情况、设计外压力取其可能出现的最大外压力。在设计外压力的基础上，考虑液柱静压力后可得计算外压力。(