1、1臥式容器設計一、雙鞍座結構及載荷分析一、雙鞍座結構及載荷分析 二、筒體的應力計算與校核二、筒體的應力計算與校核 三、鞍座設計三、鞍座設計2一、雙鞍座結構及載荷分析3一、雙鞍座結構及載荷分析4一、雙鞍座結構及載荷分析支座位置的確定原則：1、鞍座中心線至圓筒體端部的距離A0.2L。 其中，L為圓筒體長度(兩封頭切線間距離)， A為鞍座中心線至圓筒體端部的距離。2、當鞍座鄰近封頭時，則封頭對支座處筒體有加強 剛性的作用。因此，在滿足A0.2L時，盡量使 A0.5Ra(Ra為筒體平均半徑)。5一、雙鞍座結構及載荷分析3、臥式容器由于溫度和載荷變化等原因使容器產生了軸向移動，如果支座都是固定式的，由于

2、自由伸縮受阻使容器器壁中可能引起過大的附加應力，所以雙鞍座式中的一個鞍座為固定支座，另一個為活動支座。圖3-15 滾動支座6一、雙鞍座結構及載荷分析(一)載荷分析 置于雙鞍座上的臥式容器所受的外力包括：載荷和支座反力，載荷除了操作內壓或外壓外，主要是容器（包括容器自重，附件和保溫層重簦），內部物料或水壓實驗充水的重量。 1.均布載荷q和支座反力F 對于凸形封頭 mmNHLFq342173NHLqF2341837一、雙鞍座結構及載荷分析1.均布載荷q和支座反力F 對于平封頭，H=02.豎直剪力V和力偶M 封頭和封頭中的介質重量 液體靜壓向外推力構成的力偶LFq28一、鞍座結構及載荷分析2.豎直剪

3、力V和力偶M 對于半球形封頭，Ri=H,M=0 對于平封頭，H=0,HqV32193)(422HRqMi203)(422HRqMi圖3-16 雙鞍座臥式容器的受載分析9一、鞍座結構及載荷分析(二)內力分析 1.彎矩 最大彎矩發生在梁跨度中央的截面和支座截面上。213)4)(2()2()2(32)(4221LLqALFLHqHRqMi223)(43412143421221mmNALCFLALHHRFLMHLFqi代入得以10一、鞍座結構及載荷分析式中可由右圖查的。M1為正值表示上半筒體受壓縮，下半筒體受拉伸LHLHRCi3414212221圖3-17 系數C111一、鞍座結構及載荷分析筒體在支座

4、截面處的彎矩為：LRHRCLHCmmNCARCLACFALHALHRLAFAAqAHqAHRqMiiiii23412331 341211)2(32)(4223223222222式中：圖3-18 系數C2圖3-19 系數C312二、筒體的應力計算與校核 對于臥式容器除了考慮由操作壓力引起的薄膜 應力外，還要考慮容器質量導致筒體橫截面上 的縱向彎矩和剪力?？缰薪孛婧椭ё孛媸侨?器可能發生失效的危險截面。為此必須進行強 度或穩定性較核。13二、筒體的應力計算與校核(一)筒體的軸向應力 1.鞍座跨中截面上筒體上的最大軸向應力 軸向最高點 軸向最低點 當P為正壓或外壓時，分別為拉應力或壓應力MPatR

5、MtpRWMeiei211112273MPatRMtpRWMeiei21112228314二、筒體的應力計算與校核(一)筒體的軸向應力 2.支座截面上筒體的最大軸向應力 如果筒體橫截面上既無加強圈又不被封頭加強，該截面在軸向彎矩作用下，筒體的上半部分截面發生變形，使該部分截面實際上成為不能承受縱向彎矩的“無效截面”，而剩下的下半部分截面才是承受彎矩的“有效截面”，這種情況稱為“扁塌效應”。扁塌區域15二、筒體的應力計算與校核(一)筒體的軸向應力 2.支座截面上筒體的最大軸向應力 計算支座處筒體的軸向彎曲正應力時，分兩種情況進行。鞍座平面上筒體有加強圈或已被封頭加強(A0.5Ri)。則該截面的抗

6、彎斷面模數為 。鞍座平面上筒體沒有受到任何加強，由于扁塌效應筒體截面僅有一部分能有效的承受彎矩，此時的截面的抗彎斷面模數為 。式中的K為考慮扁塌效應是斷面模數減少的系數。eitR2eitRK216二、筒體的應力計算與校核(一)筒體的軸向應力 2.支座截面上筒體的最大軸向應力 在截面最高點： 在截面最低點： 式中K為考慮扁塌效應使斷面模數減少的系數。 式中M2為負值。 對于筒體有加強的情況，K1=K2=1.0MPatRKMtpRWMeiei2122232293MPatRKMtpRWMeiei222224230317二、筒體的應力計算與校核(一)筒體的軸向應力 3.筒體軸向應力的校核 筒體上最大軸

7、向應力為 ，其位置如上。 計算得到的 軸向拉應力不得超過材料的許用應力 ，壓應力不得超過 軸向許用臨界應力和材料的 。14123圖3-21 筒體的軸向應力示意圖14tt18二、筒體的應力計算與校核(二)筒體的切向剪應力 剪力在支座截面處為最大，該剪力在筒體中引起切向剪應力，有下列三種情況： 1.筒體有加強圈，但未被封頭加強，筒體不存在扁塌效應，在水平中心線處有最大值。MPaHLALtRFKtRVKeieiR34233max31319二、筒體的應力計算與校核(二)筒體的切向剪應力 2.筒體被封頭加強，筒體上無加強圈，最大剪應力 位于 的支座角點處。 最大剪應力為 在封頭中的最大剪應力為 式中：

8、為凸形封頭的有效厚度，mm20222MPatRFKei3max323MPatRFKhei4max333圖3-22(b) 筒體的切向應力bhet20二、筒體的應力計算與校核(二)筒體的切向剪應力 3.筒體未被加強，又無加強圈。此有效截面的 范圍為 對應的弧度內。最大切向 應力在 角點處。62222022234233maxHLALtRFKtRVKeieiR34321二、筒體的應力計算與校核(二)筒體的切向剪應力圖3-23 筒體的切向應力22二、筒體的應力計算與校核(二)筒體的切向剪應力 4.切向剪應力的校核 封頭中的剪應力，不得超過 式中， 為操作壓力在封頭中引起的最大拉應力 K為橢圓形封頭的形狀

9、系數 crt8 . 0max363 ht25. 1maxMPatKpDheih223二、筒體的應力計算與校核(三)筒體的周向應力 周向彎矩在鞍座邊角處有最大值，理論最大 周向彎矩為 最大合成周向壓縮應力為 式中l為鞍座處筒體承受周向彎矩的有效寬度。itFRKMM6max373MPaltFRKbtFeie64626383LlRLi218時，當393iiRlRL48時，當24二、筒體的應力計算與校核(三)筒體的周向應力 在支座截面筒體最低處有最大周向壓縮力， 為 式中K5為系數 b為支座寬度，mm Te為筒體有效厚度，mm b2=圓筒的有效寬度， b2=1.56 RtteMPabtFKe25540

10、3圖3-24 支座處筒體的周向彎曲和周向壓縮力(b)周向壓縮力(a)周向彎矩25三、鞍座設計 增大鞍座的包角可以使筒體中的應力降低，但使鞍座變得笨重，過分的減小包角，使容器容易從鞍座上傾倒，所以一般=120150度。鞍座寬度b的大小，一邊決定于設備給與支座的載荷大小，另一邊要考慮支座處筒體內周向應力不超過允許值。圖3-25 鞍座上的載荷26二、筒體的應力計算與校核圖3-26 設置加強板的鞍座27二、筒體的應力計算與校核截面內的平均應力式中b0對鋼制鞍座取腹板厚度，對混凝土鞍座則為鞍座寬度b,mmHs為計算高度，取鞍座實際高度與Ri/3中較小值。 為鞍座材料的許用應力，MPa在大多數情況下，鞍座寬度 MPabHFKtsas320 tsaDb30取28臥式容器的合理設計臥式容器的合理設計 一般的調節步驟：使一般的調節步驟：使A0.5Ra增設鞍座墊板增設鞍座墊板-增加鞍座包角增加鞍座包角增設加強圈。增設加強圈。1）A0.5Ra時封頭對筒體有加強作用。時封頭對筒體有加強作用。 -M2抗彎斷面為整圓?？箯潝嗝鏋檎麍A。 -筒體被封頭加強時，筒體被封頭加強時，公式中公式中 的的k3比無加強圈時為小。比無加強圈時為小。 -周向應力周向應力6 ，6公式中公式中k6 當當 A /Ra 0.5 時時 k6= k7/4 1 A/Ra0.5 時時 k6= （1.5A/ Ra-0.5）k7 A/R