在压力容器中,封头是重要受压元件之一,有椭圆形封头、碟形封头、半球形封头和锥形封头等几种,但以椭圆形封头应用zui多,那么椭圆封头为什么要设置直边段?直边段的作用是什么?
受力分析
椭圆封头曲面部分与筒体连接后,在内压作用下,圆筒径向膨胀,椭圆壳底边径向收缩,在连接处产生剪应力和弯矩,这些应力与薄膜应力叠加,形成封头zui大应力,直边段的设置,避免了封头处弯曲应力与筒体对接焊缝的应力叠加。
在催化剂制备罐的设计过程中遇到较大的管道外载荷,通过比较计算结果发现,在管道外载荷和内压共同作用下,椭圆封头开孔接管结构不连续引起的弯曲应力具有一次应力和二次应力的性质,如果将弯曲应力处理为一次应力则过于保守,失去应力分析的意义;如果全部处理为二次应力又不安全。针对此情况,本文运用有限元分析方法,对该结构局部的实际力学行为进行分析研究,以弹性应力分析和塑性失效准则、弹塑性失效准则为基础,对局部应力强度进行了安全评定。
椭圆封头焊后一般都会产生变形,如果变形量超过允许值,就会影响使用,产生的主要原因是焊件不均匀地局部加热和冷却,因为焊接时,焊件仅在局部区域被加热到高温,离焊缝愈近,温度愈高,膨胀也愈大。 封头厂家的椭圆封头电阻焊熔核形成时,始终被塑性环包围,熔化金属与空气隔绝,冶金过程简单。
旋转椭圆球面母线的长、短轴之比为2.0的椭圆形封头,习惯上称为标准椭圆形封头。椭圆封头的力学性能仅次于半球封头,但优于碟形封头。由于椭圆封头的深度介于半球形和碟形封头之间,对冲压设备及模具的要求、制造难度亦介于两者之间,即比半球封头容易,比碟形封头困难。
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