GB150.3—2011第4意外压球壳计算)确定的球壳厚度。当28/D<0.002时,加强段厚度按5.5.5计算。要求与封头连接处的圆筒厚度不得小于球冠形封头加强段厚度,否则应设置圆筒加强段过渡连接。如图5-4所示。圆简加强段计算厚度一般取等于封头加强段计算厚度,封头加强段长度和两侧圆筒加强段长度均应不小于√2D8.。5.5.528/D<0.002时加强段厚度计算对于需要加强的球冠形端封头与球冠形中间封头当按照式(3-1)计算得到的.使得28/D<0.002时,按以下步骤计算加强段厚度:a)取=0.001D;b)由p./([$)=0.002分别查图5-5(或图5-6、图5-7)得到Q值;c)将a)、b)得到的、Q代人式(5-7)(即8,=Q)计算加强段厚度。=R=1.00.90.8S0.70.0020. 0030.0060.0080.010. 020. 030.040.050.060.080.0040.10.0050.007P/0'0(28/D)图5-6球冠形中间封头0值图28
GB150.32011凰情100E0.0. 7O0.0020.0030.0040.0050.0060.0080.010.020.030.080.10.040.050.06P,/[α]'(-28/D,)图5-7球冠形中间封头Q值图5.6锥形封头5.6.1一般要求5.6.1.1本节规定仅适用于锥壳半顶角α≤60°的轴对称无折边或折边锥形封头.锥形封头可以有以下几种形式:a)单一厚度的锥壳,见图5-8;b)同一半顶角不同厚度的多段锥壳的组合;c)大端或小端带有折边(圆环壳)和直边段(圆筒壳)的锥壳,见图5-9、图5-10;d)大端或小端带有加强段的无折边锥壳,见图5-12、图5-14。29
GB150.3—2011D..D图5-8无折边锥壳图5-9大端折边锥壳图5-10两端折边锥壳5.6.1.2结构要求锥形封头的结构设计要求按表5-4:表5-4锥形封头折边设置要求<30°≤45°≤60°>60°锥封头半顶角α应有折边锥壳大端允许无折边(r≥10%D..且≥38)按平盖(或应力分析)应有折边锥壳小端允许无折边(r,≥5%D且≥38,)5.6.1.3锥形封头的厚度当锥壳大端或大、小端同时具有加强段或过渡段时,应按5.6.3、5.6.4、5.6.5分别确定锥形封头各部分厚度。若考虑只由一种厚度组成时,则应取上述各部分厚度中的最大值作为锥形封头的厚度。在任何情况下,过渡段或加强段的厚度不得小于与其连接的锥壳厚度并不小于圆筒内直径的0.3%.对于承受外压的锥形封头应首先满足该设计条件下的强度要求。5.6.1.4锥壳与圆筒的连接应采用全焊透结构。5.6.2符号A-外压计算应变系数;A.L外压计算时,锥壳大端与圆筒连接处的有效加强截面积,mm;As外压计算时,锥壳小端与圆筒连接处的有效加强截面积,mm;A,t.锥壳大端需要加强的截面积,mm;A..锥壳小端需要加强的截面积,mm;A.加强圈横截面积,mm;Ar圆筒、锥壳和加强圈的当量截面积.大端为Al见式(5-26).小端为A见式(5-31).mm:B-外压计算应力系数.MPa;C厚度附加量(按GB150.1),mm;D.锥壳计算内直径,mm;D.圆筒内直径,mm;D.i.-锥壳大端直边段内直径.mm;30
GB 150.3—2011D——锥壳小端直边段内直径,mm;D.一一外压计算时,所考虑锥壳段大端外直径(见图5-16),mm;Dar.锥壳大端直边段外直径,mm;D.锥壳小端直边段外直径,mm;D.外压计算时.所考虑锥壳段小端外直径(见图5-16),mm;-材料在设计温度下的弹性模量,下标c、r、s分别表示锥壳、加强圈及圆筒,MPa:E.E.E-除压力载荷外·由外载荷在锥壳大端产生的单位圆周长度上轴向力.N/mm;f-除压力载荷外.由外载荷在锥壳小端产生的单位圆周长度上轴向力.N/mm;f一圆简-锥壳或加强圈-圆简-锥壳组合段所需的惯性矩·mm;II-圆筒-锥壳或加强圈-圆筒-锥壳组合段有效横截面对平行于壳体轴线的形心轴的惯性矩.mm;k-系数,见式(5-13);L-沿锥壳表面度量的锥壳上两加强圈之间的长度,mm;L.-锥壳当量长度,mm;L.与锥壳大端相连圆筒的计算长度.mm;Lsm与锥壳小端相连圆筒的计算长度,mmL锥壳段轴向长度(见图5-16),mm;Qt-+p.D和子的代数和,N/mm;Q.+p.D、和J:的代数和,N/mm;R圆筒中面半径,mm;R.锥壳大端直边段中面半径,mm;Ral锥壳大端直边段外半径.mm;R.s锥壳小端直边段外半径.mm;R,-锥壳小端直边段中面半径.mm;折边锥壳大端过渡段转角半径(见图5-10).mm;r折边锥壳小端过渡段转角半径(见图5-10),mmr-锥壳半顶角,(°);Y4--锥壳端部与圆筒简连接处需要加强的指数值,当△≥α时,该连接处不需要加强(见表5-5,表58),(°);.锥壳计算厚度.mm;0.锥壳当量有效厚度,mm;o.—锥壳名义厚度,mm;[。—设计温度下锥壳所用材料的许用应力(按GB150.2).MPa;[oJ———设计温度下加强圈所用材料的许用应力(按GB150.2).MPa;[o]—一设计温度下圆筒所用材料的许用应力(按GB150.2).MPa;$——焊接接头系数(按GB150.1)。5.6.3受内压锥壳厚度锥壳的计算厚度按式(5-8)计算:P.D.1.(5-8)0.=2alg-pecosa31
GB150.3—2011当锥壳由同一半顶角的几个不同厚度的锥壳段组成时,式中D分别为各锥壳段大端内直径。5.6.4受内压无折边锥壳5.6.4.1受内压无折边锥壳大端厚度无折边锥壳大端与圆筒连接时,应按以下步骤确定连接处锥壳大端的厚度:按图5-11确定是否需要在连接处进行加强;0.020.0120.0100.008不允许0. 0060.005S无需加强b增加厚度0.004?0.0030. 0020.00110°15°20°25°30°35°最大角度α注:曲线系按最大等效应力(主要为轴向弯曲应力)绘制,控制值为3[}图5-11确定锥壳大端连接处的加强图无需加强时,锥壳大端厚度按式(5-8)计算:需要增加厚度予以加强时,应在锥壳与圆筒之间设置加强段.锥壳加强段与圆筒加强段应具有相同的厚度,步骤如下:a)按照式(3-1)计算与锥壳相连接的圆筒厚度.该式中的D.取锥壳大端内直径DiL;b)按式(5-9)计算:0.=Q18·(5-9)式中:Q—大端应力增值系数,由图5-12查取,当8/R<0.002时,按5.6.4.3确定加强段厚度在任何情况下,加强段的厚度不得小于相连接的锥壳厚度。锥壳加强段的长度L应不小于2DLo.;圆筒加强段的长度L应不小于2D.5,。Ncosa5.6.4.2受内压无折边锥壳小端厚度无折边锥壳小端与圆筒连接时,应按以下步骤确定连接处锥壳小端的厚度:按图5-13确定是否需要在连接处进行加强;无需加强时,锥壳小端厚度按式(5-8)计算:32