压力容器零部件设计---2开孔补强

开孔和开孔补强设计★器壁强度削弱★不连续应力★局部应力★焊接缺陷和残余应力开孔接管部位的应力集中容器大开孔与小开孔容器孔边应力集中的理论分析是以无限大平板上开小圆孔为基础的，壳体曲率变化不计，因此，孔边应力均为拉（压）应力。大开孔时，除有拉（压）应力外，还有很大的弯曲应力，其应力范围超出了开小孔时的局部范围，在较大范围内破坏了壳体的薄膜应力状态。因此小开孔理论不适用。应力集中系数K应力集中系数K：开孔处的最大应力值（应力峰值）与未开孔时的最大薄膜应力之比。即影响应力集中系数K的因素：1)容器的形状和应力状态。圆筒和球壳上开同样的孔，圆筒的K比球壳大。圆锥壳的K比圆筒大。2)开孔的形状、大小及接管壁厚。椭圆孔的K比圆孔大。方孔K最大。maxK应力集中的特点开孔接管处应力集中的特点：在操作压力作用下，壳体和开孔接管的连接处必须满足变形协调条件，因而产生相互约束力和弯矩，使开孔接管处除了有孔边集中应力、薄膜应力外，还有边缘应力和焊接应力，比小孔K值高达3～6倍。应力集中具有局部性。开孔接管补强的目的：使孔边的应力峰值降低到允许值。1、开孔最大直径的限制有效补强范围非径向接管有斜向接管和切向接管之分，则在壳体上开孔为椭园形和卵圆形。要注意使其开孔长轴与圆筒轴线垂直时有较小的应力集中系数。开孔计算直径d的取法:由于圆筒计算厚度是根据周向薄膜应力计算的，因此开孔截面应以承受周向薄膜应力的截面考虑，即是与圆筒轴线平行的纵向截面。开孔计算直径d为孔沿纵截面方向的直径。END