电子课件过程设备设计第五版 厚壁圆筒应力分析.pptx

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2、析2.4平板应力分析2.5壳体屈曲分析2.6典型局部应力2.3.1 弹性应力2.3.2 弹塑性应力2.3.3 屈服压力和爆破压力2.3.4 提高屈服承载能力的措施目录1弹塑性应力1弹塑性应力图2-22 处于弹塑性状态的厚壁圆筒内压塑性区弹性区描述弹塑性厚壁圆筒的几何与载荷参数：本小节的目的：求弹性区和塑性区里的应力 材料假设：理想弹塑性图2-23 理想弹-塑性材料的应力-应变关系1、塑性区应力平衡方程：Mises屈服失效判据：（2-26）（2-40）（2-42）（2-41）（2-43）（2-44）代入（2-40）联立积分内壁边界条件，求出A后带回上试（2-45）2、弹性区应力弹性区内壁处于屈服

3、状态与(2-45)联立导出弹性区与塑性区交界 面 的pi与Rc的 关 系（2-47）（2-34）9若按屈雷斯卡（若按屈雷斯卡（H.TrescaH.Tresca）屈服失效判据，也可导出类似的上述各表达式。）屈服失效判据，也可导出类似的上述各表达式。各种应力表达式列于表各种应力表达式列于表2-42-4中。中。Kc=Ro/Rc（2-46）表2-1拉美公式残余应力 o 图2-24 卸载过程的应力和应变思考：残余应力是如何产生的？卸载定理：卸载时应力改变量 和应变的改变量 之间存在着弹性关系 。图2-24。思考：残余应力该如何计算？l基于Mises屈服准则的塑性区（RirRc）中的残余应力为残余应力的计

4、算（2-49）l 弹性区（RcrR0）中的残余应力为（2-50）残余应力的计算图2-25 弹-塑性区的应力分布1屈服压力和爆破压力2爆破过程OA：弹性变形阶段AC：弹塑性变形阶段（壁厚减薄+材料强化）C：塑性垮塌压力（Plastic Collapse Pressure）容器所能承受的最大压力D：爆破压力（Bursting Pressure）PyPbABC容积变化量pOD图2-26 厚壁圆筒中压力与变形关系屈服压力令 ，得基于米塞斯屈服失效判据的圆筒初始屈服压力 。（2-51）不要把全屈服压力和塑性垮塌压力等同起来。前者假设材料为理想弹塑性，后者利用材料的实际应力应变关系。1、初始屈服压力 2、

5、全屈服压力 当筒壁达到整体屈服状态时所承受的压力，称为圆筒全屈服压力或极限压力（Limit pressure），用 表示。（2-52）令R Rc c=R=Ro o，得爆破压力厚壁圆筒爆破压力的计算公式较多，但真正在工程设计中应用的并不多，最有代表性的是福贝尔（Faupel）公式。爆破压力的上限值为:下限值为:且爆破压力随材料的屈强比 呈线性变化规律。于是，福贝尔将爆破压力pb归纳为即：（2-53）1提高屈服承载能力的措施3当径比大到一定程度后，用增加厚度的方法降低壁中应力的效果不明显。为此，对于压力很高的容器，工程中通常对圆筒施加外压或自增强处理，使内层材料受到压缩预应力作用，而外层材料处于拉伸状态。对圆筒施加外压的方法有多种，最常用的是采用多层圆筒结构。通过超工作压力处理，由筒壁自身外层材料的弹性收缩引起残余应力的方法，称为自增强。提高屈服承载能力的措施过程设备设计谢谢观赏