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、外部表面設置加強圈及所設置的加強圈截面尺寸應當多大才能穩(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)和容器整體結構失穩(wěn)及剛性加強圈扭曲失穩(wěn)。
球形封頭由于受力較好,加工較易,也是眾行業(yè)的中低壓容器。人們通常認為橢圓封頭是由半個橢圓殼和一段直邊圓筒組成的,橢圓封頭制造時封頭展開面積就是根據(jù)這一假設推導計算的,然而構成橢圓封頭的那半個橢圓殼是不是真正的橢圓殼呢?如果不是,又當如何計算橢圓封頭的展開面積呢?筆者根據(jù)回轉殼體的基本概念詳細分析橢圓封頭的幾何形狀,并根據(jù)橢圓封頭真正的幾何形狀推導其展開面積,為制造提供準確的下料尺寸。
球形封頭由于有較好的承壓能力,加工起來比較容易,在許多行業(yè)經(jīng)常作為一種低壓容器使用,例如化工、石油行業(yè),應用是非常廣泛的,有的人還將其成為圓封頭,在制造時根據(jù)合理的集合原理和物理受力進行設計,那么制作是如何下料,技能保證封頭質量,又能減少成本呢?
橢圓封頭的展開圓直徑?jīng)Q定著封頭的毛坯外徑,從制造角度而言,在能滿足封頭幾何尺寸的前提下毛坯直徑應盡量小,這是因為毛坯直徑越大,加工時坯料周邊的壓縮量越大,產(chǎn)生的切向應力越大,薄壁封頭在此切向應力的作用下易喪失穩(wěn)定而產(chǎn)生折皺,沖壓時需壓邊,并增加壓邊力,而壓邊力的增大會引起摩擦損失增大,增大沖壓力的損失。