外壓圓筒設計為什麼要用圖算法?

2021-02-14 壓力容器分享站

外壓圓筒設計為什麼要用圖算法? 說明GB150外壓算圖中A和B 的意義及算圖的由來和應用範圍。

按外壓圓筒臨界壓力的彈性理論公式計算壁厚較為麻煩,且還要反覆試算;若為非彈性失穩,彈性理論公式還不適用。採用圖算法,可使設計變得較為簡便,而且不論長圓筒和短圓筒、彈性失穩和非彈性失穩、薄壁圓筒與厚壁圓筒,均可由圖算法進行設計。

GB150中的算圖來源於受均布外壓圓筒,是以米賽斯公式為基礎的長、短圓筒的簡化臨界壓力公式進行計算和繪製而成。圖中A 等於圓筒在臨界壓力時的周向應變,亦可稱周向臨界應變;B等於圓筒在臨界壓力下的周向許用壓應力的2倍。

故外壓圓筒的許用壓力[p]=Bδe/Do,而不是[p]=2Bδe/Do。GB150.3中圖4-2表示周向臨界應變A 與圓筒幾何參數L/Do、Do/δe 的關係,與材料無關,可適用於各種鋼製的長、短圓筒。GB150.3中圖4-3等表示A 與材料2倍許用壓應力B 之間的關係,僅限於圖中規定的材料。

該圖除用於徑向外壓圓筒外,還可用於軸向壓縮圓筒和外壓球殼等的計算。但因圖中許用壓應力B 值是按徑向外壓圓筒安全係數m =3確定的,所以後者在使用算圖時,必須由GB150規定的A 值換算公式,求出與徑向外壓中相當的A 值,再去查B值。由此查得的B 值就符合軸向壓縮圓筒或球殼的安全係數了。

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