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幾種常見的承受內壓封頭的結構特點

發(fā)布時間：2011-10-17 瀏覽：

　　幾種常見的承受內壓封頭有橢圓形，碟形，球冠形，錐形封頭，下面就針對這四種形狀的封頭的結構與相關情況做如下介紹：

　　1.橢圓形封頭的周向（環(huán)向）應力和經向（軸向）應力在殼體上各點都是變化的，在頂點的環(huán)向應力和軸向應力相等，而在赤道上的應力。橢圓封頭承受均勻內壓時，軸向應力恒為拉伸應力（正值），且由頂點處最大值向赤道逐漸遞減至最小值；環(huán)向應力在時，封頭過渡區(qū)將開始出現(xiàn)壓應力，若長短軸比值繼續(xù)增大，封頭過渡區(qū)邊緣的壓應力值將迅速增大，即封頭越淺，封頭邊緣的壓應力值越高，所以將封頭長短軸比值限制在2.6以內較為合理。封頭厚度除應滿足強度要求外，對大直徑薄壁的橢圓形封頭，還要提放由于封頭過渡區(qū)的壓應力，產生內壓下的彈性失穩(wěn)，為此封頭厚度還應滿足剛度要求。

　　2.碟形封頭由球面部分、直邊段以及過渡區(qū)三部分組成。過渡區(qū)連接球面部分和直邊段，所以在過渡區(qū)的兩端經線曲率半徑有突變，將產生邊緣應力。碟形封頭邊緣應力的大小和過渡區(qū)半徑與球面半徑的比值有關，比值越小，曲率邊境突變的越厲害，邊緣應力越大，當比值到了極限即過渡區(qū)半徑為0時，碟形封頭就演變成球冠封頭與直筒體，此時邊緣應力到了最大值。所以碟形封頭的過渡區(qū)就是為了降低邊緣應力，而直邊部分目的是為了避免邊緣應力作用在封頭和筒體連接的焊縫上。

　　3.球冠形封頭在球面與圓筒連接處其曲率半徑發(fā)生突變，同時因兩殼體無公切線而存在橫向推力，所以產生相當大的不連續(xù)應力，因此這種封頭一般只能用于壓力不高的場合，且封頭與筒體連接的角焊縫必須采用全焊透結構。在對球冠形封頭進行設計時，應注意與封頭連接的圓筒厚度應不小于封頭厚度，否則應在封頭與圓筒間設置加強段過渡連接。圓筒加強段的厚度應與封頭等厚，長度應不小于，目的是消減邊緣應力。

　　4.錐形封頭什么時間帶折邊，角度限制等參照GB150相關章節(jié)的說法。這里說說受內壓無折邊錐形封頭。

　　錐體的主體部分在內壓作用下，最大薄膜應力發(fā)生在大端。錐體和圓筒部分連接處，由于幾何不連續(xù)性，曲率半徑突變，因此該處會產生較大的橫向推力，引起較大邊緣應力，容易發(fā)生彎曲，故需加強。