在分析這個(gè)開(kāi)孔球殼時(shí),先將其作為承受內(nèi)壓P的一個(gè)完整球殼來(lái)處理,然后疊加上一個(gè)在極孔處承受著經(jīng)向薄膜壓力PR/2的無(wú)內(nèi)壓的開(kāi)孔球殼,這樣組合的殼體相當(dāng)于一個(gè)兩極開(kāi)孔的殼體。分別計(jì)算出球形封頭上若干點(diǎn)的薄膜張力及纖維所提供的極限抗力;對(duì)于纖維纏繞球形封頭,其薄弱點(diǎn)是封頭的緯向強(qiáng)度,經(jīng)向強(qiáng)度相對(duì)緯向強(qiáng)度有一定的富裕度;即:封頭的強(qiáng)度是由纏繞纖維提供的緯向強(qiáng)度保證的。因此,暫時(shí)不考慮經(jīng)向強(qiáng)度。
球形封頭是一種常見(jiàn)也是非常常用的一種設(shè)備,而且這種設(shè)備生活中不很常見(jiàn),但是在工業(yè)上則是非常的常用,而且這種形狀是比較常用的,封頭有很多種,球形封頭則是一種非常常用的一種,而且球形封頭還起到了連接兩端的作用。由于球形封頭綜合性能好,所以在很多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
球形封頭在熱應(yīng)力的作用下,由于表層開(kāi)始溫度低于心部,收縮也大于心部而使心部受拉,當(dāng)冷卻結(jié)束時(shí),由于冷卻體積收縮不能自由進(jìn)行而使表層受壓心部受拉。即在熱應(yīng)力的作用下使工件表層受壓而心部受拉。熱處理工藝等因素的影響。鋼在熱處理過(guò)程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí),成體積長(zhǎng)大不一致而產(chǎn)生組織應(yīng)力。
半球形封頭連接處的彎矩為零,剪力很小,所以這里的邊界應(yīng)力不考慮。為什么筒體和球形封頭在連接處的自由變形不同,而又沒(méi)有彎趣應(yīng)力產(chǎn)生呢?這是因?yàn)?,?dāng)簡(jiǎn)體受到封頭約束向里彎曲,封頭受到簡(jiǎn)體牽制向外彎曲時(shí),它們的橫截面都要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),如果筒體與封頭的壁厚相同,則連接處筒體向里彎越所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角。與半球形封頭向外彎曲所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角咖。恰好相等(不是相等)。于是在它們的連接點(diǎn)處,彎矩反而等予零。當(dāng)然,在緊靠連接點(diǎn)處盼一個(gè)小范圍內(nèi),無(wú)論是簡(jiǎn)體上或者是封頭上都作用有附加彎矩,但是它們的數(shù)值都很小,可以不予考慮。而當(dāng)采用半球形封頭時(shí),封頭與筒體連接處的邊界應(yīng)力可不考慮。