橢圓封頭是在內(nèi)壓作用下趨圓外壓作用下趨扁與和其連接的筒體恰好相反。也就是說在連接部位產(chǎn)生相反的徑向位移,互相加強(qiáng)抵消了大部分徑向位移使封頭周向壓縮(拉)應(yīng)力筒體周向拉(壓縮)應(yīng)力減少橢圓封頭和筒體連接時(shí)是沒有凸變,它有彎曲半徑是連續(xù)的,不產(chǎn)生應(yīng)力,所以可以用在較高壓力的容器當(dāng)中,而碟形封頭連接處是不連續(xù)的,產(chǎn)力應(yīng)力,一般應(yīng)用在低壓容器當(dāng)中;在制造上,特別是對(duì)沖壓成形的、蝶形封頭好加工的多,實(shí)踐出真知。
橢圓形封頭是由半個(gè)橢球面和短圓筒組成,直邊段的作用是避免封頭和圓筒的連接焊縫處出現(xiàn)經(jīng)向曲率半徑突變,以改善焊縫的受力狀況。由于封頭的橢球部分經(jīng)線曲率變化平滑連續(xù),故應(yīng)力分布比較均勻,且橢圓形封頭深度較半球形少的多,易于沖壓成型,是目前中低壓容器中應(yīng)用較多的封頭之一。
蝶形封頭是帶折邊的球面封頭,由球面體、過渡環(huán)殼和短圓筒三部分組成,從幾何形狀看,蝶形封頭是一不連續(xù)曲面,在經(jīng)線曲率半徑突變的兩個(gè)曲面連接處,由于曲率的較大變化而存在著較大邊緣彎曲應(yīng)力。該邊緣彎曲應(yīng)力與薄膜應(yīng)力疊加,使該部位的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他部位,故受力狀況不佳。但過渡環(huán)殼的存在降低了封頭的深度,方便了成型加工,且壓制蝶形封頭的剛模加工簡單,使蝶形封頭的適用范圍較為廣泛。
利用這種分析方法能夠?qū)ζ湓谕廨d荷和內(nèi)壓共同作用以及內(nèi)壓作用下進(jìn)行了分別計(jì)算,從而計(jì)算出橢圓封頭開孔接管局部不連續(xù)處的應(yīng)力分布狀態(tài)。在應(yīng)力處沿封頭壁厚方向選取路徑進(jìn)行線性化處理,并將兩種工況作用下的應(yīng)力分類結(jié)果進(jìn)行比較。
經(jīng)過對(duì)比可知,在管道外載荷和內(nèi)壓共同作用下,橢圓封頭開孔接管結(jié)構(gòu)局部不連續(xù)引起的彎曲應(yīng)力具有一次應(yīng)力和二次應(yīng)力的性質(zhì),并且隨著管道外載荷的增大,一次應(yīng)力成分占的比例越大。
● 封頭用全樣板檢查形狀。
● 形狀公差:外凸不大于1.25%Di,內(nèi)凹不大于0.625%Di。
● 過渡段內(nèi)半徑不得小于圖樣規(guī)定值。
● 球面體:曲率大小影響封頭厚度
● 過渡段:降低球面與筒體連接的峰值應(yīng)力
● 直邊:避免過渡段峰值應(yīng)力與筒體組對(duì)的焊接應(yīng)力疊加
封頭屈服強(qiáng)度
壁厚(實(shí)際壁厚)
屈服強(qiáng)度(210)/外徑
壁厚和外徑單位為mm。
計(jì)算結(jié)果單位為kg/c㎡(MPa),
屈服強(qiáng)度單位是σ0.2MPa
封頭材質(zhì)的屈服強(qiáng)度是≥210