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1、27石油和化工设备技术交流J I S H U J I A O L I U2008. 02椭圆形封头和碟形封头强度计算公式的应用条件马秉骞（兰州石化职业技术学院机械工程系 甘肃 兰州 730060【摘 要】 通过对几种壳体强度计算公式的分析和比较 , 提出了椭圆 形封头和碟形封 头强度计算公式的应用条件。【关键词】 椭圆形封头 碟形封头 计算公式 应用条件1 问题的提出压力容器的国家标准 G B 150 1998钢制压力容器中 ,分别 给出了圆筒形 壳体、球形壳体、锥 形 壳体、椭 圆形 封头和碟形封 头强 度计算公 式 , 并 且规定圆筒形壳体计算公式的应用条 件为 P c 0. 4 t 、球
2、形壳体计 算公式的应用条件为 P c 0. 6 t ,但对其他壳体却未作任何限定 ;文 2中提出 ,无折边锥形壳体计算 公式的应用 条件为, 折边锥形壳体计算公式的应用条 件为 。 比较这几种 壳体 强度 计算 公式 (具体 公式见 G B150可见:公式的形式非常相 似,其实质都 是以薄膜应力为基 础的。薄膜理论是一种近似的应 力分析方法 ,当壳体的壁厚较大 时其计算结果与实际情况误差较 大 ,G B150 中规定圆筒形壳体和球 形壳体计算公 式的应用条件也就 是为了限定壳体的壁厚 ,以免计 算结果与实际情况误差过大。基 于以上认识 ,笔者认为对椭圆形 封头和碟形封头强度计算公式也 应给出相
3、应的应用 条件。2 椭圆形封头和碟形封头强度计算公式应用条件的提出圆筒形壳体壁厚计算公式为 :(1 椭圆形封头壁厚计算公式为 :(2碟形封头壁厚计算公式为 :(3 式中 壳体 的计 算厚度 , m m ;P c 壳体的计算压力 ,M Pa ; D i 壳体的内直径 ,m m ; 焊接接头系数 ; t 壳体材料在设计温度 下的许用应力 ,M Pa ;K 椭圆形封头的形状系数 ; M 碟形封头的形状系数 ; R i 碟形封头球面部 分内半 径,m m 。式(1的限定条件为 P c 0. 4 t ,将其代入式 (1中整理 得 1/4D 壳i ,体的 外直 径D o =D i +2 =1. 5D所 i
4、 ,以径 比,即圆筒形壳体强度计算公式只能在径比小于等于 1. 5 时适 用。对椭圆形封头和碟形封头也 作同样的 限定,将 1/4D代 i 入式 (2 中整理后得椭圆形封头强度计 算公式的应用条件为 :作者简介马秉骞 (1955- 男兰州石化职业技术学院机械工程系 副教授 ,从事化工机械的教学与研究工作石 油 和 化 工设 备 2008. 02技术交流参考文献1 G B150 1998,钢制压力容器 .2 马秉骞. 锥形壳体按中径公式计算的限定条件 . 兰州石化职业进行学院学 报,2006, (2 :78.(4 对最常用的标准椭圆形封头 , 其形状系数 K =1. 0,所以有:P c 0. 4
5、4 t (5将 1/4D代 i 入式 (3 中整 理后得碟形封头强度计算公式的 应用条件为 :(6式中=R i /D i , 对G B150中推 荐的 R i =0. 9D i 、 r=0. 17D i (r 为碟形封 头过度区的内半径的碟形封头 , 其形状系数 M =1. 33,所以有:P c 0. 378 t (7 3 结论通过以上比较和分析可得如 下结论 :(1椭 圆形封头和碟 形封 头也应该 与圆 筒形 壳体、球 形壳 体及锥 形壳体一样 , 按 G B 150中给出的公 式进 行强度计算时对其计算压力做出相应的限定 ;(2一般椭圆形封头强度计算公式的应用条件为, 最常用的标准 椭圆
6、形封 头为P c 0. 44 t ;(3 一般碟形封头强度计算公 式的应用条件 为,G B150中 推荐的 R i =0. 9D i 、r=0. 17D i 为 P c 0. 378 t 。欢迎订阅石油和化工设备杂志石油和化工设备是中国石油和化学工业协会主管 ,中国化工机械动力技术 协会主办的国家一类科学 技术杂志。以 “科技服务 ”为宗旨 ,面向全国石油和化工企 业报导国内外设备设计、改造、研发以及新材料、 新技术、新产品的最新科技动 态;介绍设备防腐新产品、新技术 ;交流设备管理经验 , 探讨疑难问题,分析 典型案 例。石油和化工设备主要读者群体 :化工生产企业机械设备操作管理维修采购 人员 ,化工科研、设计单 位和高等院校专家学者、工程技术人员 ,化工机械设备制造 企业科研设计人员 ,以及化工设备流通领域营销、 管理、咨询、采购人员等。本刊在国内外公开发行 ,大 16开,于双月 20日出版,邮发代号 :82-610国内定价: 每期 12元,全年定价 72元; 海外定价:每期 6美元,全年定价 36美元。通过邮局或编 辑部均可订阅。本刊期发量 :8000 份。