球形封頭在我們的生活中比較常見,并且無論從工作的強度還是節(jié)省材料上來講,都是一種非常不錯的選擇。而且球形封頭的設(shè)計合理,并采用無角焊縫的鏈接,受力更均勻,使用壽命更長。
橢圓形封頭直邊段的設(shè)置一方面是防止邊界效應(yīng)形成的彎曲應(yīng)力與封頭和筒體對接環(huán)焊縫的焊接應(yīng)力疊加,另一方面封頭的直邊段設(shè)置便于封頭的加工、與筒體的組對,以及焊縫的無損檢測。 受力角度考慮標準橢圓封頭與筒體連接后,極大地緩解了其環(huán)向壓縮薄膜應(yīng)力,一方面提高了封頭的周向穩(wěn)定性,同時也極大地減小了封頭的薄膜應(yīng)力強度值,提高了封頭強度。封頭與筒體的連接,使它們都產(chǎn)生了彎曲應(yīng)力,特別是經(jīng)向彎曲應(yīng)力,特別是經(jīng)向彎曲應(yīng)力,以致形成封頭的應(yīng)力。
球形封頭由長或短外壓圓柱殼的臨界壓力計算式可知,臨界壓力值的大小取決于殼體的材料和幾何尺寸(外徑、壁厚和I艋界長度),在容器殼體的材料、直徑和壁厚確定的情況下,臨界長度是決定是否在圓柱殼體的內(nèi)、外部表面設(shè)置加強圈及所設(shè)置的加強圈截面尺寸應(yīng)當多大才能穩(wěn)定的主要參數(shù)。球形封頭對于長圓柱殼在設(shè)置加強圈以后必須使其計算長度小于臨界長度。而臨界長度由式計算求得。
其次,球形封頭在設(shè)計加強圈時,需要考慮加強圈同與之相連接的殼體共同承受外壓力,因此在計算加強圈的慣性矩時還需計及部分的影響。
球形封頭通過加強圈加強的圓柱殼體失效形式有加強圈間殼體的局部失穩(wěn)和容器整體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及剛性加強圈扭曲失穩(wěn)。