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壓力容器生產(chǎn)工藝流程框圖,第四章 外壓容器設(shè)計,外壓容器,真空操作容器、減壓精餾塔的外殼,用于加熱或冷卻的夾套容器的內(nèi)層殼體,,第一節(jié) 概述,第一節(jié) 概述,一、外壓容器的穩(wěn)定性,承受外壓殼體失效形式,強度不足而發(fā)生壓縮屈服失效,當(dāng)外壓達到一定的數(shù)值時，殼體的徑向撓度隨壓縮應(yīng)力的增加急劇增大，直至容器壓扁，這種現(xiàn)象稱為外壓容器的失穩(wěn)或屈曲。（討論重點）,,外壓容器的失效形式,,第一節(jié) 概述,,失穩(wěn)類型：,t與D比很小的薄壁回轉(zhuǎn)殼，失穩(wěn)時，器壁的壓縮應(yīng)力通常低于材料的比例極限，稱為彈性失穩(wěn)。,當(dāng)回轉(zhuǎn)殼體厚度增大時，殼體中的應(yīng)力超過材料屈服點才發(fā)生失穩(wěn)，這種失穩(wěn)稱為彈塑性失穩(wěn)或非彈性失穩(wěn)。,彈塑性失穩(wěn) （非彈性失穩(wěn)）,彈性失穩(wěn),,第一節(jié) 概述,受外壓形式：,討論：受周向均勻外壓薄壁回轉(zhuǎn)殼體的彈性失穩(wěn)問題,第一節(jié) 概述,二、穩(wěn)定性問題的基本概念,臨界壓力是表征外壓容器抗失穩(wěn)能力的重要參數(shù),——使外壓容器失穩(wěn)的最小外壓力,臨界壓力（pcr）,第一節(jié) 概述,薄壁圓筒受側(cè)向均布外力作用，一旦達到臨界壓力時，沿周向?qū)⑿纬蓭讉€波。,n=2,n=3,n=4,對于給定尺寸的圓筒，波數(shù)主要決定于圓筒端部的約束條件和這些約束之間的距離。,,,第一節(jié) 概述,外壓圓筒的穩(wěn)定條件,m—穩(wěn)定性安全系數(shù)，圓筒m=3,影響外壓圓筒臨界壓力的主要因素,（1）材料的E、μ （2）結(jié)構(gòu)尺寸D、t、L （3）圓筒的形狀偏差,第一節(jié) 概述,第二節(jié) 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算,第二節(jié) 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算,基于以下假設(shè)：,①圓柱殼厚度t與半徑D相比是小量， 位移w與厚度t相比是小量。,②失穩(wěn)時圓柱殼體的應(yīng)力仍處于彈性范圍。,目的,理論,理想圓柱殼小撓度理論,,線性平衡方程 和撓曲微分方程,外壓圓筒,長圓筒—L＞Lcr，失穩(wěn)波數(shù)n=2，pcr與L無關(guān),剛性筒—失效形式不是失穩(wěn)，而是壓縮屈服破壞,,短圓筒—L＜Lcr，失穩(wěn)波數(shù)n＞2，pcr與L有關(guān),第二節(jié) 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算,對于鋼質(zhì)圓筒（μ=0.3）：,長圓筒的臨界壓力計算公式：,臨界應(yīng)力（臨界壓力在圓筒壁中引起的周向壓縮應(yīng)力）：,第二節(jié) 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算,（3）對于薄壁圓筒，使長圓筒失穩(wěn)的壓力（pcr）遠遠小于使長圓筒屈服的壓力（ps），即失穩(wěn)破壞先于強度破壞。,注意,（1）長圓筒臨界壓力與圓筒的計算長度無關(guān),（2）長圓筒抗失穩(wěn)能力與E有關(guān)，而各類鋼的彈性模量變化不大，因此采用高強度鋼代替低強度鋼，只能提高圓筒的強度，而不能顯著提高其抗失穩(wěn)能力。,第二節(jié) 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算,短圓筒的臨界壓力,短圓筒的臨界應(yīng)力,第二節(jié) 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算,第二節(jié) 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算,帶加強圈的圓筒,,帶加強圈的外壓圓筒,第二節(jié) 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算,受均布軸向壓縮載荷 圓筒的臨界應(yīng)力,軸向壓縮圓筒失穩(wěn)的形狀,（a）非對稱形式；（b）對稱形式,（a）,（b）,第二節(jié) 外壓薄壁圓筒的穩(wěn)定性計算,本節(jié)重點,（1）失穩(wěn)、臨界壓力、臨界長度概念； （2）典型受載條件下圓筒臨界壓力（或應(yīng)力）計算公式 。,本 節(jié) 完,謝謝大家！,減壓操作設(shè)備,帶夾套攪拌釜,容器韌性斷裂外觀,