第二节开孔及补强设计 一、开孔应力集中及应力集中系数 二、开孔补强设计的要求 三、等面积补强计算
11 第二节 开孔及补强设计 一、开孔应力集中及应力集中系数 二、开孔补强设计的要求 三、等面积补强计算
开孔应力集中及应力集中系数 容器开孔接管后在应力分布与强度方面会带来下 列影响: 1.开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中。 2.接管处容器壳体与接管形成结构不连续应力。 3.壳体与接管连接的拐角处因不等截面过渡而引 起应力集中。 上述三种因素均使开孔或开孔接管部位的 引力比壳体中的膜应力大,统称为开孔或接管 部位的应力集中
12 一、开孔应力集中及应力集中系数 容器开孔接管后在应力分布与强度方面会带来下 列影响: 1. 开孔破坏了原有的应力分布并引起应力集中。 2. 接管处容器壳体与接管形成结构不连续应力。 3. 壳体与接管连接的拐角处因不等截面过渡而引 起应力集中。 上述三种因素均使开孔或开孔接管部位的 引力比壳体中的膜应力大，统称为开孔或接管 部位的应力集中
开孔应力集中及应力集中系数 常用应力集中系数K来描述开孔接管处的力学特性。 若未开孔时的名义应力为σ,开孔后按弹性方法计 算出的最大应力为σmx,则弹性应力集中系数为 K max 压力容器设计中对于开孔问题研究的两大方向是: >研究开孔应力集中程度,估算K值; 在强度上如何使因开孔受到的削弱得到合理的补强
13 一、开孔应力集中及应力集中系数 常用应力集中系数Kt来描述开孔接管处的力学特性。 若未开孔时的名义应力为σ，开孔后按弹性方法计 算出的最大应力为σmax，则弹性应力集中系数为 压力容器设计中对于开孔问题研究的两大方向是： ➢ 研究开孔应力集中程度，估算Kt值； ➢ 在强度上如何使因开孔受到的削弱得到合理的补强。 3 1 max − Kt =
(一)开孔的应力集中 1.平板开小孔的应力集中 0 图3-2平板开小孔的应力集中 平板开孔的最大应力在孔边0=±处 孔边沿r=a处:τn=0,o
14 (一)开孔的应力集中 1.平板开小孔的应力集中 平板开孔的最大应力在孔边 处 孔边沿r=a处： 2 = = 0 r = = = = 0, 3 max 2 σmax=3σ σθ a r σθ σθ σ σγ σ θ 图3-2平板开小孔的应力集中
、开孔应力集中及应力集中系数 (—)开孔的应力集中 1.平板开小孔的应力集中 00x、① ocos 20 (1+ (1+-4)cos20 )sin 20 应力集中系数K,= 30=3
15 一、开孔应力集中及应力集中系数 (一)开孔的应力集中 1.平板开小孔的应力集中 3 3 3 2 )sin 2 2 3 (1 2 ) cos 2 3 (1 2 (1 ) 2 ) cos 2 4 3 (1 2 (1 ) 2 4 4 2 2 4 4 2 2 4 4 2 2 2 2 = = − + − = − + + − = − + − + = t r K r a r a r a r a r a r a r a 应力集中系数