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球形封頭與筒體連接區(qū)的應(yīng)力分析

 壓力容器的結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)往往是壓力容器的高應(yīng)力區(qū)，一般說(shuō)來(lái)，壓力容器的結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)可分為總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)和局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)兩種。總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)是指對(duì)結(jié)構(gòu)相當(dāng)大的部分產(chǎn)生影響的應(yīng)力或應(yīng)變?cè)?，例如封頭與殼體連接區(qū)、設(shè)備法蘭與殼體連接區(qū)、接管區(qū)、不同直徑或厚度或材料的連接區(qū)等；局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)是指對(duì)結(jié)構(gòu)相對(duì)較小的范圍內(nèi)產(chǎn)生影響的應(yīng)力或應(yīng)變?cè)?，例如小的圓角半徑、小的連接件、部分焊透的焊縫或小孔等。很多結(jié)構(gòu)，如壓力容器開(kāi)孔接管區(qū)等既存在總體結(jié)構(gòu)不連續(xù)因素，又存在局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)因素。由于結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)的幾何結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜，很難用解析法進(jìn)行準(zhǔn)確求解，通常采用有限元方法進(jìn)行計(jì)算。  球形封頭與筒體連接區(qū)的應(yīng)力分析 在高壓容器中，特別是直徑較大的容器經(jīng)常采用球形封頭，因?yàn)榍蛐畏忸^在內(nèi)壓作用下兩向應(yīng)力相等，受力狀況很好。球形封頭所需厚度往往比筒體厚度小很多，既可以節(jié)省材料又可以減輕負(fù)重。

  球形封頭是由圓形板料沖壓而成的，圓板是簡(jiǎn)略的耦幾許與物理非線性為一體的力學(xué)分析模型。多年以來(lái)，對(duì)圓板各種力學(xué)性質(zhì)的研究一直受到廣泛的重視，由于圓板在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用十分廣泛，尤其是各種回轉(zhuǎn)體構(gòu)件多由圓板加工。

  通過(guò)對(duì)圓形板料雙向彎曲受力和變形進(jìn)行分析，及實(shí)際工件成形試驗(yàn)分析，將為具體評(píng)估材料的可彎曲性、計(jì)算成形所需的力、規(guī)劃模具、預(yù)告彎曲或沖壓后的回彈以進(jìn)步產(chǎn)品的尺寸精度、確定成形后工件內(nèi)的殘余應(yīng)力，防止在成形過(guò)程中發(fā)生裂紋和缺陷以及預(yù)告和操控翹曲的發(fā)生提供理論分析依據(jù)，大幅度進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量和出產(chǎn)效率，封頭的制造、查驗(yàn)與查驗(yàn)除應(yīng)符合本規(guī)范規(guī)矩外，還應(yīng)符合圖樣或訂貨技術(shù)協(xié)議需求；封頭制造單位應(yīng)建立健全符合國(guó)家壓力容器安全督查安排有關(guān)法規(guī)需求的質(zhì)量體系。以確保球形封頭質(zhì)量；封頭的拼焊應(yīng)由持有相應(yīng)資格的“鍋爐壓力容器焊工合格證書(shū)”的人員擔(dān)任；封頭的無(wú)損檢測(cè)應(yīng)由持有相應(yīng)品種和技術(shù)等級(jí)的“鍋爐壓力容器無(wú)損檢測(cè)人員”的人員擔(dān)任；對(duì)分析規(guī)劃的球形封頭進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)的人員，其技術(shù)等級(jí)不得低于II級(jí)。

   凡制造封頭的鋼板應(yīng)有以查驗(yàn)和的供認(rèn)符號(hào)；在制造過(guò)程中，如原有供認(rèn)符號(hào)被裁掉或鋼板分紅幾塊，應(yīng)于鋼板切割前結(jié)束符號(hào)的；供認(rèn)符號(hào)的表達(dá)方式由球形封頭制造單位規(guī)矩；關(guān)于有防腐需求的不銹鋼以及復(fù)合鋼板制球形封頭，不得在防腐蝕面選用硬印作為材料的供認(rèn)符號(hào)和焊工標(biāo)志；關(guān)于低溫壓力容器用球形封頭及需進(jìn)行疲憊分析規(guī)劃的球形封頭，不得選用硬印作為材料的供認(rèn)符號(hào)和焊工標(biāo)志

  橢圓封頭和球形封頭的形狀十分相似，但是還有不同之處的。我們從封頭的制造難易程度來(lái)看，橢圓形的封頭的深度比半球形的封頭淺的多，較易制造。我們從封頭結(jié)構(gòu)上來(lái)看：球形的封頭為半個(gè)球殼。那為什么球形封頭可以替代橢圓封頭呢？

1、特殊材料，貴。比如我們有2個(gè)2000的壓力容器不銹鋼封頭，用橢圓須20mm，用球封頭16mm，可節(jié)省約百分之四五十。

2、一般材料，厚。用球封頭節(jié)省材料，一般超過(guò)40mm就可考慮用球封。

3、一般材料，大，厚。封頭成型困難，一般采用瓜瓣式，先成型，再拼焊，做球封更容易。

     橢圓封頭與球形封頭的使用界限考慮：橢圓封頭的受力比球形封頭差,但制造比球形封頭容易,無(wú)論從壓力還是直徑方面都很難確定采用橢圓封頭或球形封頭的一個(gè)界限。換一種思路：咱們也不去尋求這個(gè)界限把自己框死。

    我們?cè)谶x用封頭形狀時(shí)，要根據(jù)自己的需求，實(shí)際情況去做出正確的選擇。如果您有疑問(wèn)，可以隨時(shí)聯(lián)系我們網(wǎng)站的客服人員。