第九章外压容器与压杆的稳定计算.ppt

第九章外压容器与压杆的稳定计算一外压容器的失稳二外压圆筒环向稳定计算三封头的稳定计算四外压圆筒加强圈的设计五压杆稳定计算简介六圆筒的轴向稳定校核一概述1外压容器的失稳外压容器失稳的过程2容器失稳型式分类（1）侧向失稳载荷——侧向外压（2）轴向失稳载荷——轴向外压（3）局部失稳

载荷：局部压力过大第二节外压圆筒环向稳定计算（一）临界压力概念（pcr)导致筒体失稳的压力称为该筒体的临界压力。——筒体抵抗失稳的能力此时筒壁内存在的压应力称为临界压应力，以σcr表示。当外压低于临界压力（p＜pcr)时,压缩变形可以恢复；当外压大于等于临界压力（p≥pcr）时，壁内压缩应力和变形发生突变，变形不能恢复二长圆筒、短圆筒1.钢制长圆筒临界压力公式：长圆筒临界压力影响因素：与材料物理性质（E,μ）有关外，几何方面只与径厚比（δe/DO)有关，与长径比（L/DO)无关。试验结果证明：长圆筒失稳时的波数为2。2.钢制短圆筒临界压力公式：短圆筒临界压力大小的影响因素：除了与材料物理性质（E,μ）有关外，与圆筒的厚径比（δe/DO)和长径比（L/DO)均有关。试验结果证明：短圆筒失稳时的波数为大于2的整数。知识回顾：1、临界压力、临界压应力2、影响临界压力的因素3、三临界长度1介于长圆筒与短圆筒之间的长度称为临界长度。确定临界长度的方法：由长圆筒的临界压力等于短圆筒的临界压力。长圆筒与短圆筒之间的临界长度为：2加强圈为了提高外压圆筒的抗失稳能力，可以缩短圆筒的长度或者在不改变圆筒长度的条件下，在筒体上焊上一至数个加强圈，将长圆筒变成能够得到封头或加强圈支撑的短圆筒。3计算长度的确定（1）有加强圈的筒体取相邻两加强圈的间距。四外压圆筒的工程设计（一）设计准则设计时必须保证计算压力满足下式：（二）外压圆筒环向稳定计算的图算法1.算图的由来思路：由已知条件（几何条件：L/Do,Do/δe以及材质，设计温度）确定许用外压力[p]，判断计算压力是否满足：（1）若εcr或ε/cr≤εp，这说明所讨论的圆筒失稳时仍处于完全弹性状态，材料的E值可查。（2）若εcr或ε/crεp，说明所讨论的圆筒失稳时筒壁金属已不是纯弹性形变，σcr利用圆筒材料的σ-ε取值。1假设δn，算出，定出L/DO和Do/δe。根据L/DO和Do/δe，查图9-7，得到ε（A)。3根据所使用的材料，选出相应的B-A曲线，A在曲线的左边，按算出B。在曲线右边，B值从曲线中查出。4算出[P]。5与设计压力相比较。例:今需制作一台分馏塔，塔的内径为200cm，塔身长度为600cm，封头深度为50cm，分馏塔在370℃及真空条件下操作。现库存有9、12、14mm厚的20钢板。问能否用这三种钢板来制造这台设备。钢板的腐蚀裕量为1mm。解：塔的计算长度LL=600+2×1/3×50=634cmδe=9－0.8－1=7.2mmδe=12－0.8－1=10.2mmδe=14－0.8－1=12.2mmδe=7.2mmL/D0=634/（200＋1.44)=3.15D0/δe=201.4/0.72=287查图9-7得出A=0.000082查图9-9得出，A值位于曲线左边，故直接用下式计算：20R钢板在370℃时的E=1.69×105MPa可得：[p]=0.032MPa≤0.1MPa9mm钢板不能用。（2）略（3）δe=1.22cmL/D0=634/（200＋2.4)=3.13D0/δe=202.4/1.2=169查图9-7得出A=0.00018查图9-9得出，A值位于曲线左边，故直接用下式计算：20R钢板在370℃时的E=1.69×105MPa可得：[p]=0.12MPa＞0.1MPa14mm钢板能用。例：如果库存仅有9mm厚的钢板，而且要求用它制造上例中的分馏塔体，应该采取什么措施？解