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壓力容器碟形封頭組成部分分析
碟形封頭又稱帶折邊球形封頭，它由三部分組成:①是以Ri為半徑的部分球面，②是高度為h的圓簡(jiǎn)形;③是連接以上兩部分的過渡部分,其曲率半徑為ro。從幾何形狀看，碟形封頭為一不連續(xù)曲面。在三部分的連接處，經(jīng)線曲率半徑有突變，因此在該處及其附近區(qū)域?qū)a(chǎn)生邊緣應(yīng)力。故應(yīng)力分布不像橢圓封頭那樣均勻，因而在工程使用中并不那么理想，但當(dāng)橢圓形封頭的模具加工有困難時(shí)，一般則以碟形封頭代替。
根據(jù)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，封頭邊緣應(yīng)力的大小和球面半徑與過渡區(qū)半徑r的比值有關(guān)。當(dāng)r/Ri的比值愈小，即曲率半徑突變值愈大，邊緣應(yīng)力也愈大，因而有可能發(fā)生周向裂紋，也可能出現(xiàn)周向折皺。當(dāng)r= 0時(shí)，即無過渡區(qū)時(shí)，碟形封頭就變成無折邊球形封頭，此時(shí)邊緣應(yīng)力達(dá)到較大值。所以碟形封頭的過渡區(qū)，就是為了降低邊緣應(yīng)力而設(shè)置的。而圓簡(jiǎn)部分，又稱直邊部分，其目的是為了邊緣應(yīng)力不作用在封頭與簡(jiǎn)體的連接焊縫上。直邊高度h一般為25~50mm。碟形封頭理論計(jì)算非常繁復(fù)，因而在工程計(jì)算中常將其當(dāng)作無力矩受力狀態(tài)來處理。
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