压力容器强度计算公式及说明.doc

压力容器壁厚计算及说明一、压力容器的概念同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器1、最高工作压力 P：9.8× 104Pa ≤P ≤9.8×10 6Pa，不包括液体静压力；2、容积 V≥25L，且 P×V≥1960×10 4L Pa;3、介质：气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体二、强度计算公式1、受内压的薄壁圆筒当 K=1.1～1.2，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力 σ r=0，环向应力σ t=PD/4s，σ z= PD/2s，最大主应力 σ 1＝PD/2s，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式，δ 理 ＝ PD－σ ][2考虑实际因素，δ＝ +Cφ －σ ][式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量） ，㎜；D — 圆筒内径，㎜；P — 设计压力，㎜；[σ] — 材料的许用拉应力，值为 σ s/n，MPa；φ— 焊缝系数，0.6～1.0；C — 壁厚附加量,㎜2、受内压 P 的厚壁圆筒①K＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外） 。

径向应力 σ r＝ ）1(2abr环向应力 σ θ ＝ ）(2Pb轴向应力 σ z= 2ab式中，a—筒体内半径，㎜；b—筒体外半径，㎜；②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为：σ 1＝σ θ ＝ PK12σ 2=σ z= 2σ 3=σ r=-P第一强度理论推导处如下设计公式σ 1＝ ≤[σ]PK2由第三强度理论推导出如下设计公式σ 1－σ 3＝ ≤[σ]12由第四强度理论推导出如下设计公式：≤[σ]PK2式中，K＝a/b3、受外压 P 的厚壁圆筒径向应力 σ r＝－ ）1(2abr环向应力 σ θ ＝－ ）(24、一般形状回转壳体的应力计算经向应力 σ z= sP2环向应力 tz21式中，P —内压力，MPa；ρ 1—所求应力点回转体曲面的第一主曲率半径，㎜；（纬）ρ 2—所求应力点回转体曲面的第一主曲率半径，㎜；（经）s—壳体壁厚，㎜5、封头设计①受内压的标准椭圆形封头，顶点应力最大，σ z＝σ t=P·a/s(椭圆长轴)，由第一强度条件，再考虑到焊缝削弱及材料腐蚀等影响，则标准椭圆形封头的壁厚计算公式为：CPDst＋φ － 5.0][2式中，s—封头壁厚，㎜；P—设计压力，MPa;D—封头内径，㎜；[σ] t— 设计温度下的材料许用应力，MPa；φ— 焊缝系数；C— 壁厚附加量，㎜。

② 受内压的平盖设计周边固支，最大径向应力在周边，周边的应力，径向应力 σ r＝ 243tPR环向应力 σ θ ＝ 2t式中，t—圆板厚度，㎜；R—圆板半径，㎜；μ—材料的波松比周边铰支，最大应力发生在圆板中心处，中心应力表达式为，σ r＝σ θ ＝ 28)3(tPR圆形平盖的设计公式为（根据第一强度理论）：cKDttφ][式中，t—平盖厚度，㎜；D—计算直径，㎜；K—结构特征系数，查表；c— 壁厚附加量，㎜。