3、"不丿另將(4)式代入(2)式得:cke_(l+“)八亍一一^匕一內)由這兩個式相等可得:(5)d"d叭1+兒.、—從=—(町—巾)(2)平衡方程in(6+dq)(廠+dr*)d0—.—Po)RfR?A一更二疋一—底_
4、疋經(jīng)向(軸向)應力久則可按截面法求得:px-nRlpQp.R?—p°R:―-Pi.p?!獌葔狠d荷及外壓載荷)R,Ro——圓簡的內半徑及外半徑$簡壁內任意點的半徑?即著名的拉美公式(Lame)(二)單層厚壁的位移表達式應力任盤半艮/處內衣面r-R處外我面r=R?處檢向應力久右(T)0周向應力%A(>+5)0’(詔)"(k,-1)軸向應力0,a(k?-i)MK:-1)僅有內壓作用時,上式可以簡化,單展厚量m筒在內壓作用下的筒量應力(3)分布規(guī)律%1周向應力%及軸向應力6為正值(拉應力),徑向應力為負值(壓應力)。%1在數(shù)值上有如下規(guī)律:i.
5、內壁周向應力“為所有應力中的最大值,其值為叭=/>告#,內外壁內之差為保ii?徑向應力內壁處為6=_p(中低壓容器中由于P很小而可忽略),外壁處6=0;iii.軸向應力是周向應力和徑向應力的平均值,且為常數(shù),即E=*(6+6),6沿壁厚均勻分布,在外壁處孔=寺6。%1應力沿壁厚的不均勻程度與徑比K值有關,以內為例,內壁與外壁處的6之比為嚴¥=芻巴,K值愈大不均勻程度也愈o嚴重,當K值趨近于1時其比值接近1,說明薄壁容器的應力沿壁厚接近于均布。由(1)式和(3)式可得,3=戸[內一“(聽+6)]開口甲捲筒的徑向位移3=頁(1-心+(1+“癢
6、封閉厚壁筒的徑向位移W=rrB-(1一2“)A+(l+“)ga2=0開口的crz+彳)=力,封閉的=麗三環(huán)卜―"〉5用一佻跆十(1+“)SPO>R1兩端開口兩端封閉△D=2rE(R2_R2)(1一“)(內疋一仇心)+(】+戶)"》一"?尺民r2」E(R2】R?)(]一2“〉(_poRo)+(1+“)~Po^R.Ro當采用過盈配合的熱套筒時需要計算在內壓或外牙作用卜?的直徑變化最AD。圓筒在任意半徑r處的直徑變化量可由下式導出:△D=£oD兩端開口的AD兩端封閉的AD4辟環(huán)[(】-2"如一仇心)+(1+")(三)單層厚壁圓筒中的溫差應力(1
7、)溫并應力方程對無保溫層的髙壓容器,若內部有自溫介質,內外舉而必然形成溫差,內外舉材料的熱膨脹變形存在相互約束,變形不是自由的,導致溫差應力。1、內壁溫度高于外壁時(稱為內加熱),內層材料的白由熱膨脹變形犬于外層,但內層變形受到外層材料的限制,因此內層材料岀現(xiàn)了壓縮溫差應力,而外層材料則出現(xiàn)拉伸溫差應力。2、當外加熱時,內外層溫差應力的方向則相反。可以想象,當舉厚愈厚時,沿舉厚的傳熱阻力加人,內外壁的溫差也相應增大,溫差應力便隨Z加大。由于所考慮的單元體遠離邊緣區(qū),厚壁筒各個假面在變性后始終保持為平面,即軸向應變£z不隨半徑「Hu變化,即
8、£z二常最。設圓筒任意半徑「處的徑向位移為CO,則可以導出徑向和周向的熱應力:(;=2(二Q代入(6)式得:心。驚+懸詹+卄A母"旳=2G[號+咼(黑+¥+")—豈"cPsIds3_/1十聲