压力容器检验常用强度计算公式
压力容器检验常用强度计算公式
C —厚度附加量mm ；对多层包扎圆筒只考虑内筒；对热套圆筒只考虑内侧第一层套合圆筒的C 值；C ＝C 1+C 2 +C 3
C 1—钢材厚度负偏差，mm ；
C 2—腐蚀裕量，mm ；
C 3—机械加工减薄量，mm ；
D i —圆筒或球壳的内直径，mm ；
D o —圆筒或球壳的外直径(D o = D i +2δn )，mm ；
P T —试验应力，MPa ；
P c —计算压力,MPa ；
[p w ]—圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa ；
δ—圆筒或球壳的计算厚度，mm ；
δe —圆筒或球壳的有效厚度，mm ；
δn —圆筒或球壳的名义厚度，mm ；
бt —设计温度下圆筒或球壳的计算应力，MPa ；
〔б〕t —设计温度下圆筒或球壳材料的许用应力，MPa ； бs —材料的屈服强度，MPa ；
ø—焊接接头系数；
1、承受内压圆筒计算厚度
δ=P
PcD t i -∮][2σ 2、承受内压球壳计算厚度
δ=P
PcD t i -∮][4σ 3、承受内压椭圆形封头计算厚度
a ）标准椭圆形封头
δ=P
PcD t i 5.0∮][2-σ b ）非标准椭圆形封头
δ=P
kPcD t i 5.0∮][2-σ ])2(2[612i
i h D k += 2、应力校核
a 、液压试验时，圆筒的薄膜应力校核
бT =e
e D P i T δδ2)(+《0.9бs ø b 、气压试验时，圆筒的薄膜应力校核
бT =e
e D P i T δδ2)(+《0.8бs ø c 、液压试验时，球形容器的薄膜应力校核
бT =e
e D P i T δδ4)(+《0.9бs ø d 、气压试验时，球形容器的薄膜应力校核
бT =e
e D P i T δδ4)(+《0.8бs ø 3、最大允许工作压力计算
a 、圆筒最大允许工作压力计算
〔P w 〕＝e
i t e D δσδ+Φ][2
b 、球壳最大工作压力
〔P w 〕＝e
i t e D δσδ+Φ][4 4、内压容器试验压力
液压试验 P T =1.25P
t ][][σσ 气压试验 P T =1.25P t
][][σσ 对在用压力容器P 指最高工作压力，MPa
5、容器开孔及开孔补强（本题2004年压力容器检验师考试考过） a 、开孔削弱面积A
内压圆筒体与球壳
A ＝d δ＋2δδet （1－f r ）
d —考虑腐蚀后的开孔直径，d ＝d i ＋2C
δet —接管名义厚度
C —壁厚附加量
f r —强度削弱系数。等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之
比，当比值大于1.0时，取f r ＝1.0
δ—壳体开孔处计算厚度
6、计算无量纲参数（2005年压力容器检验师考试靠过） a 、无量纲参数计算的凹坑应当满足如下条件：
（1） 凹坑表面光滑、过渡平缓，并且其周围无其他表面缺陷或者埋
藏缺陷；
（2） 凹坑不靠近几何不连续区或者存在尖锐棱角的区域；
（3） 容器不承受外压或者疲劳载荷；
（4） T /R 小于0.18的薄壁圆筒壳或者T/R 小于0.10的薄壁球壳；
（5） 材料满足压力容器设计规定，未发现劣化；
（6） 凹坑深度C 小于壁厚T 的1/3并且小于12mm ，坑底最小厚度
（T-C ）不小于3mm ；
（7） 凹坑半长A 《1.4RT ；
（8） 凹坑半宽B 不小于凹坑深度C 的3倍。
b 、无量纲参数G 0的计算
G 0＝RT A T C
•
C 、如果G 0<0.10，允许凹坑存在
式中T 为凹坑所在部位容器的壁厚（取实测壁厚减去至下次检验周期的腐蚀量（mm ）；R 为容器平均半径（mm ）。
7、安全阀和爆破片的设计计算
请见《压力容器安全技术监察规程》附件五 P97-102
压力容器的强度计算
第11章压力容器的强度计算 本章重点要讲解内容： 1理解内压容器设计时主要设计参数容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等的意义及其确定原则； 2掌握五种厚度计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚的概念、相互关系以及计算方法； 能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差； 3掌握内压圆筒的厚度设计； 4掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算; 5熟悉内压容器强度校核的思路和过程; 第一节设计参数的确定 1、我国压力容器标准与适用范围 我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准;该标准为规则设计,采用弹性失效准则和稳定失效准则,应用解析法进行应力计算,比较简便; JB4732-1995钢制压力容器—分析设计标准,其允许采用高的设计强度,相同设计条件下,厚度可以相应地减少,重量减轻;其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则,计算比较复杂,和美国的ASME标准思路相似; 2、容器直径diameter of vessel 考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要,容器筒体和封头的直径都有规定;对于用钢板卷制的筒体,以内径作为其公称直径; 表1 压力容器的公称直径mm 如果筒体是使用无缝钢管直接截取的,规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径; 表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径mm 3、设计压力design pressure 1相关的基本概念除了特殊注明的,压力均指表压力 工作压力P W：在正常的工作情况下,容器顶部可能达到的最高压力; ①由于最大工作压力是容器顶部的压力,所以对于塔类直立容器,直立进行水压试验的压力和 卧置时不同； ②工作压力是根据工艺条件决定的,容器顶部的压力和底部可能不同,许多塔器顶部的压力并不 是其实际最高工作压力the maximum allowable working pressure; ③标准中的最大工作压力,最高工作压力和工作压力概念相同; 设计压力指设定的容器顶部的最高压力,与相应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力; ①对最大工作压力小于的内压容器,设计压力取为； ②当容器上装有超压泄放装置时,应按“超压泄放装置”的计算方法规定; ③对于盛装液化气体的装置,在规定的充满系数范围内,设计压力由工作条件下,可能达到的最 高金属温度确定;详细内容,参考GB150-1998,附录B标准的附录,超压泄放装置; 计算压力P C是GB150-1998 新增加的内容,是指在相应设计温度下,用以确定元件厚度的压力,其中包括液柱静压力,当静压力值小于5％的设计压力时,可略去静压力; ①注意与GB150-1989 对设计压力规定的区别；
压力容器常用计算公式
压力容器常用计算公式 压力容器是一种用于存储和输送高压气体或液体的装置，常用于化工、石油、冶金等行业。在设计和使用压力容器时，必须严格遵循相关的计算 公式，以确保容器的安全可靠性。下面将介绍一些常用的压力容器计算公式。 1.容器内外径计算公式 压力容器的内径和外径是设计中的重要参数，通常采用以下公式进行 计算： 内径=2×壁厚+内尺寸 外径=内径+2×壁厚 2.容器壁厚计算公式 压力容器的壁厚是保证容器能够承受内外压力的关键参数。常用的壁 厚计算公式有以下几种： a.板材强度计算公式 压力容器壁厚=P×R/(2×S×W) 其中，P为设计压力，R为容器半径，S为板材的允许应力，W为板材 的制作强度。 b.图表法计算公式 根据国家标准或专业手册提供的图表，根据设计压力、容器直径和材 料等参数，直接读取相应壁厚数值。
3.容器的承受外压力计算公式 在一些情况下，压力容器还需要承受外部外压力，此时需要考虑容器的外弯矩和翘曲应力。常用的计算公式有以下几种： a.贝克公式 容器的翘曲应力=(P×R)/(2×S×V) 其中，P为设计压力，R为容器半径，S为材料的抗拉强度，V为容器截面面积。 b.ASMEVIII-2规范 根据ASMEVIII-2规范中的公式计算承受外压的壁厚，具体公式较为复杂，需要参照相关规范进行计算。 4.容器的圆周接缝强度计算公式 容器的圆周接缝是容器壁上的焊缝，焊缝的强度评估是容器设计的关键部分，常用的圆周接缝强度计算公式有以下几种： a.波带法 利用波带法计算焊缝的最小强度，并与设计压力进行比较，以确定焊缝的强度是否足够。 b.BS5500+PD5500规范 根据BS5500+PD5500规范中的公式计算焊缝的强度，具体公式较为复杂，需要参照相关规范进行计算。 5.容器的底部头板计算公式
压力容器强度计算公式及说明
压力容器壁厚计算及说明 一、压力容器的概念 同时满足以下三个条件的为压力容器，否则为常压容器。 1、最高工作压力P ：9.8×104Pa ≤P ≤9.8×106Pa ，不包括液体静压力； 2、容积V ≥25L ，且P ×V ≥1960×104L Pa; 3、介质：气体，液化气体或最高工作温度高于标准沸点的液体。 二、强度计算公式 1、受内压的薄壁圆筒 当K=1.1～1.2，压力容器筒体可按薄壁圆筒进行强度计算，认为筒体为二向应力状态，且各受力面应力均匀分布，径向应力σr =0，环向应力σt =PD/4s ，σz = PD/2s ，最大主应力σ1＝PD/2s ，根据第一强度理论，筒体壁厚理论计算公式， δ理＝ P PD －σ][2 考虑实际因素， δ＝P PD φ－σ][2+C 式中，δ—圆筒的壁厚（包括壁厚附加量），㎜； D — 圆筒内径，㎜； P — 设计压力，㎜； [σ] — 材料的许用拉应力，值为σs /n ，MPa ； φ— 焊缝系数，0.6～1.0； C — 壁厚附加量,㎜。 2、受内压P 的厚壁圆筒 ①K ＞1.2，压力容器筒体按厚壁容器进行强度计算，筒体处于三向应力状态，且各受力面应力非均匀分布（轴向应力除外）。 径向应力σr ＝--1(222a b Pa 22 r b ） 环向应力σθ＝+-1(222a b Pa 22 r b ） 轴向应力σz =2 22 a b Pa - 式中，a —筒体内半径，㎜；b —筒体外半径，㎜； ②承受内压的厚壁圆筒应力最大的危险点在内壁，内壁处三个主应力分别为： σ1＝σθ＝P K K 1 122-+ σ2=σz =P K 11 2-
压力容器检验常用强度计算公式
压力容器检验常用强度计算公式 C —厚度附加量mm ；对多层包扎圆筒只考虑内筒；对热套圆筒只考虑内侧第一层套合圆筒的C 值；C ＝C 1+C 2 +C 3 C 1—钢材厚度负偏差，mm ； C 2—腐蚀裕量，mm ； C 3—机械加工减薄量，mm ； D i —圆筒或球壳的内直径，mm ； D o —圆筒或球壳的外直径(D o = D i +2δn )，mm ； P T —试验应力，MPa ； P c —计算压力,MPa ； [p w ]—圆筒或球壳的最大允许工作压力，MPa ； δ—圆筒或球壳的计算厚度，mm ； δe —圆筒或球壳的有效厚度，mm ； δn —圆筒或球壳的名义厚度，mm ； бt —设计温度下圆筒或球壳的计算应力，MPa ； 〔б〕t —设计温度下圆筒或球壳材料的许用应力，MPa ； бs —材料的屈服强度，MPa ； ø—焊接接头系数； 1、承受内压圆筒计算厚度 δ=P PcD t i -∮][2σ 2、承受内压球壳计算厚度
δ=P PcD t i -∮][4σ 3、承受内压椭圆形封头计算厚度 a ）标准椭圆形封头 δ=P PcD t i 5.0∮][2-σ b ）非标准椭圆形封头 δ=P kPcD t i 5.0∮][2-σ ])2(2[612i i h D k += 2、应力校核 a 、液压试验时，圆筒的薄膜应力校核 бT =e e D P i T δδ2)(+《0.9бs ø b 、气压试验时，圆筒的薄膜应力校核 бT =e e D P i T δδ2)(+《0.8бs ø c 、液压试验时，球形容器的薄膜应力校核 бT =e e D P i T δδ4)(+《0.9бs ø d 、气压试验时，球形容器的薄膜应力校核 бT =e e D P i T δδ4)(+《0.8бs ø 3、最大允许工作压力计算 a 、圆筒最大允许工作压力计算 〔P w 〕＝e i t e D δσδ+Φ][2
压力管道的强度计算
压力管道的强度计算 1．承受内压管子的强度分析 按照应力分类，管道承受压力载荷产生的应力，属于一次薄膜应力。该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。 承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设P为管内介质压力，D n为管子内径，S为管子壁厚。则3个主应力的平均应力表达式为 管壁上的3个主应力服从下列关系式： σθ＞σz＞σr 根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为 σe=σθ-σr≤[σ] 将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式
图2．1 承受内压管壁的应力状态 工程上，管子尺寸多由外径D w表示，因此又得昂一个理论壁厚公式 2．管子壁厚计算 承受内压管子理论壁厚公式，按管子外径确定时为 按管子内径确定时为 式中： S l——管子理论壁厚，mm；
P——管子的设计压力，MPa； D w——管子外径，mm； D n——管子内径，mm； φ——焊缝系数； [σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。 管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。它只考虑了内压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为 S j=S l+C (2-3) 式中：S j——管子计算壁厚，mm； C——管子壁厚附加值，mm。 (1)焊缝系数(φ) 焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。焊缝系数与管子的结构、焊接工艺、焊缝的检验方法等有关。 根据我国管子制造的现实情况，焊缝系数按下列规定选取：[1] 对无缝钢管，φ=1．0；对单面焊接的螺旋线钢管，φ=0．6；对于纵缝焊接钢管，参照《钢制压力容器》的有关标准选取： ①双面焊的全焊透对接焊缝： 100％无损检测φ=1．0； 局部无损检测φ=0．S5。 ②单面焊的对接焊缝，沿焊缝根部全长具有垫板： 100％无损检测φ=0．9； 局部无损检测φ=0．8； (2)壁厚附加量(C) 壁厚附加量C，是补偿钢管制造：工艺负偏差、弯管减薄、腐蚀、磨损等的减薄量，以保证管子有足够的强度。它按下列方法计算： C=C1+C2 (2-4) 式中：C1——管子壁厚负偏差、弯管减薄量的附加值，mm； C2——管子腐蚀、磨损减薄量的附加值，mm。 ①管子壁厚负偏差和弯管减薄量的附加值： 在管子制造标准中，允许有一定的壁厚负偏差，为了使管子在有壁厚负偏差时的最小壁厚不小于理论计算壁厚，管子计算壁厚中必须计人管子壁厚负偏差的附加值。 在管子标准中，壁厚允许负偏差一般用壁厚的百分数表示，令α为管子壁厚负偏差百分数，则得
压力容器强度校核公式
压力容器强度校核公式 压力容器是一种用于贮存或输送气体、液体等物质的设备，在工业生 产中广泛应用。其使用中的安全性是至关重要的，因此需要根据相关标准 和规范进行强度校核。本文将介绍压力容器强度校核的公式及其相关内容。 首先，需要明确的是，压力容器的强度校核是通过计算容器的应力及 变形情况来判断容器是否足够强度，能够承受内部或外部的压力。强度校 核的公式会涉及到容器的几何尺寸、材料性能、内外压力等参数。 根据国际标准，常见的压力容器强度校核公式有以下几种： 1.材料强度校核公式： 根据材料的特性，常见的强度校核公式有拉伸强度计算公式、屈服强 度计算公式、冲击强度计算公式等。具体选择一个适合的公式需要根据所 用材料以及工作条件来确定。 2.壁厚校核公式： 压力容器的壁厚是直接影响其强度的因素之一、常见的壁厚校核公式 有以下几种： -索刚公式：T=[PD]/[2S+0.6P] -拉普拉斯公式：P=[S]/[R] -强度理论公式：T=[PD]/[2S-0.2P] 其中，T为壁厚，P为内压力，D为内径，S为许用应力，R为外半径。 3.焊缝强度校核公式：
在压力容器制作过程中，常常需要对焊缝进行强度校核。 - 焊缝强度校核公式：F = [2P(h + a)]/[lt + 2a] -波动系数公式：I=[l+(0.5+e/a)h]/[(t+a)(1+e/b)] 其中，F为焊强度，P为内压力，h为坡口深度，a为根宽，l为焊缝 长度，t为焊缝壁厚，e为焊缝波动系数。 此外，还需要考虑容器的安全系数以及相关的载荷作用的影响等因素。根据具体的使用条件和所需的安全性能，选择合适的公式进行强度校核， 并确保满足相关标准和规范的要求。 需要注意的是，以上公式仅是一些常见的压力容器强度校核公式，并 不能涵盖所有情况。在实际应用中，还需要根据具体的情况选择合适的校 核公式，并结合相应的标准和规范进行设计。 总结起来，压力容器的强度校核是保证容器安全可靠运行的重要环节。根据材料的强度、壁厚、焊缝强度等因素进行计算，并结合安全系数和标 准规范来确定容器的强度校核。压力容器的设计和制造过程中需要严格遵 循相关的标准和规范，并进行必要的试验验证，确保容器的设计强度满足 运行要求，保障工业生产的安全性。
压力容器计算说明书
强度计算按GB150-1998《钢制压力容器》、《固定式压力容器安全技术监察规程》及质检特函〔2010〕86号函<关于《固定式压力容器安全技术监察规程》的实施意见>进行计算。 目录 一、技术参数 (2) 二、筒体强度计算 (2) 三、筒体开孔及开孔补强计算 (3) 四、封头强度计算 (6) 资料来源编制 校核 标准化 提出部门审核 标记处数更改文件号签字日期批准文号批准 序号项目 符 号 计算依据计算公式数据单位 一、技术参数符 号 计算依据计算公式数据单位1.最高工作压力P e给定 1.25 Mpa
2. 3.设计压力Pc GB150.1-201 1 P19 Pc=(1.05~1.1)Pe =1.25× 1.1=1.375 1.375 MPa 4.最高工作温度te 任务书给定193 ℃ 5.设计温度t c193+(15~30) 210 ℃ 6.介质饱和水蒸气任务书给定 7.选用材料GB150-2011 P47 Q345R/GB713、20/GB8163、 20/NB47008 8.许用应力[]tσ根据GB150.2-2011 GB713 B-1碳素钢和低合 金钢钢板许用应力，筒体材料Q345R，板厚＜ 16mm，温度193℃所得应力值 184.2MPa 9.许用应力[]tσ根据GB150.2-2011 GB713 B-3碳素钢和低合 金钢钢板许用应力，人孔圈及接管材料 20/GB8163，板厚＜16，温度193℃所得应力值 184.2MPa 10.许用应力[]tσ根据GB150.2-2011 GB/6479 B-6碳素钢和 低合金钢钢管许用应力，接管材料20钢，板厚 15mm，温度193℃所得应力值 184.2 MPa 二、筒体强度计算 1.筒体内直径D n1400 mm 2.筒体壁厚S S=δ+C+Δ=6.17+1.8+2.03=10 Δ为除去负偏差的圆整量 10 mm 3.筒体壁厚附加量 C C1=0.8；C2=1；C=C1+C2=1.8 1.8 mm 4.焊缝系数ϕGB150- 2011 P13 局部无损检测0.85 5.筒体计算厚度δ =6.17 6.17 mm 6.有效厚度δe δe=s-C=10-1.8=8.28.2 mm
(完整版)油缸强度计算公式汇总
常用油缸强度计算公式汇总 一、 缸体强度计算： 1、缸体壁厚计算 ⑴ 按薄壁筒计算：[] σδ2D P y ≥ ⑵ 按中等壁厚计算：[]()c P D P y y +-= ψσδ3.2 ⑶按厚壁筒计算：[] []??? ? ? ? -≥y P D 73.12σσδ P y 试验压力(Mpa)； ［σ］ 缸体材料许用应力；［σ］＝σb / n ； σb 缸体材料的抗拉强度。对于45钢正火处理，σb ＝580 Mpa ； n 安全系数；一般取3.5～5； ψ 强度系数；对于无缝钢管ψ＝1； c 计入管壁公差及侵蚀的附加壁厚；一般按标准圆整缸体外圆值； D 缸体内径(mm) 2、缸底厚度计算 ⑴ 平形无油孔：[] σy P D h 433.0= ⑵ 平形有油孔：()[] σ0433.0d D D P D h y -= d 0 油口直径(mm)； 3、缸筒发生完全塑性变形的压力计算 ?? ? ??=D D Log P s p 113.2σ 式中： P pl 缸筒发生完全塑性变形的压力； σs 缸体材料的屈服强度。对于45钢正火处理，σs ＝340 Mpa ； D 1 缸体外径 4、缸筒径向变形计算 ???? ??+-+?=?γ221221D D D D E P D D y
式中： △D 缸体材料在试验压力下的变形量； E 缸体材料弹性模数；对于钢材E ＝2.1×105 Mpa ； γ 缸体材料的泊松系数；对于钢材γ＝0.3； 5、缸体焊缝连接强度计算 ()() []ση ηπσ≤-=-=2 1212 21214d D PyD d D F 式中： d 1 焊缝底径； η 焊接效率，一般取η＝0.7； ［σ］ 缸体材料许用应力；［σ］＝σb / n ； σb 缸体材料的抗拉强度。对于45钢正火处理，σb ＝580 Mpa ； n 安全系数；一般取3.5～5； 6、缸体螺纹连接强度计算 缸体外螺纹的拉应力为： ()() 22 122215.14D d P D D d KF y -=-=πσ 缸体螺纹处的剪应力为： ( ) 2 31023310 17.02.0D d P d D D d FKd K y -= -=τ 合应力为： () []στσ σ≤+= 22 3n 式中： K 螺纹预紧力系数，一般为1.25～1.5； K 1 螺纹内摩擦系数，一般取K 1＝0.12； d 0 螺纹外径； ［σ］ 缸体材料底许用应力，［σ］＝σs / n ； σs 缸体材料的屈服强度。对于45钢正火处理，σb ＝340 MPa ； n 安全系数；一般取1.5～2.5； d 1 螺纹底径； 7、缸体端部法兰厚度计算 ()[] 3104?-=σπl a d r Fb h r a 法兰外圆半径； b 螺栓孔中心距法兰根部距离
压力容器强度计算
压力容器强度计算 压力强度计算 在压力的设计过程中，首先需要确定设计参数。我国现行的压力标准为GB150-98“钢制压力”国家标准。该标准采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。与之相似的是，JB4732-1995《钢制压力—分析设计标准》允许采用高的设计强度，从而在相同设计条件下，减少厚度和重量，但计算比较复杂，采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，与美国的ASME标准思路相似。 在确定设计参数时，需要考虑直径。对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。而如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，则规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。表格1和表格2分别列出了压力的公称直径。 设计压力是指设定的顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不低于工作压力。在设计压力的确定中，需要考虑相关的基本概念。工作压力Pw在正常的工
作情况下，顶部可能达到的最高压力。对于塔类直立，直立进行水压试验的压力和卧置时不同。工作压力是根据工艺条件决定的，顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶部的压力并不是其实际最高工作压力。标准中的最大工作压力、最高工作压力和工作压力概念相同。计算压力Pc是GB150-1998新增加的内容，是指在相应设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力。当静压力值小于5％的设计压力时，可略去静压力。在设计压力的确定中，需要注意与GB150-1989对设计压力规定的区别。 第二节内压筒体与封头厚度的设计 1.内压圆筒的厚度设计 根据GB150-1998的定义，内压圆筒壁内的基本应力是薄膜应力，由第三强度理论可知薄膜应力的强度条件为：σr3 σ]t，σ r3 t PD/2δ。其中，[σ]是制造筒体钢板在设计温度下的许用应力。考虑到焊接接头的影响，公式（1）中的许用应力应使
任务四 压力容器的强度计算及校核
项目一压力容器 任务四压力容器的强度计算及校核 容器按厚度可以分为薄壁容器和厚壁容器，通常根据容器外径Do与内径Di 的比值K来判断，K＞1.2为厚壁容器，K≤1.2为薄壁容器。工程实际中的压力容器大多为薄壁容器。 为判断薄壁容器能否安全工作，需对压力容器各部分进行应力计算与强度校核。 一、圆筒体和球形壳体 1.壁厚计算公式 圆筒体计算壁厚： 圆筒体设计壁厚： 球形容器计算壁厚： 球形容器设计壁厚： 式中δ——圆筒计算厚度，mm δd——圆筒设计厚度，mm pc——计算压力，MPa。pc=p+p液，当液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略 Di——圆筒的内直径，mm [σ]T——设计温度T下，圆筒体材料的许用应力，MPa（可查表） φ——焊接接头系数，φ≤1.0 C2——腐蚀裕量，mm
2.壁厚校核计算式 在工程实际中有不少的情况需要进行校核性计算，如旧容器的重新启用、正在使用的容器改变操作条件等。这时容器的材料及壁厚都是已知的，可由下式求设计温度下圆筒的最大允许工作压力[pw]。 式中δe——圆筒的有效厚度，mm 设计温度下圆筒的计算应力σT： σT值应小于或等于[σ]Tφ。 设计温度下球壳的最大允许工作压力[pw]： 设计温度下球壳计算应力σT： σT值应小于或等于[σ]Tφ。 二、封头的强度计算 1.封头结构 封头是压力容器的重要组成部分，常用的有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头和平封头（即平盖），如图1-4所示。工程上应用较多的是椭圆形封头、半球形封头和碟形封头，最常用的是标准椭圆形封头。以下只介绍椭圆形封头的计算，其他形式封头的计算可查阅GB150—2011。
压力强度的计算公式
压力强度的计算公式 在物理学和工程学中，压力强度是一个重要的物理量，它描述了一个物体受到的力的大小和方向。压力强度的计算公式可以帮助工程师和科学家们更好地理解和预测物体受力的情况，从而设计出更安全和稳定的结构。本文将介绍压力强度的计算公式及其应用。 压力强度是一个矢量量，它的大小和方向都很重要。在三维空间中，压力强度可以表示为一个三维向量，其大小和方向分别表示了受力的大小和方向。在工程应用中，常常使用标量形式的压力强度，即只考虑受力的大小而不考虑方向。压力强度的计算公式可以根据具体情况而有所不同，下面将介绍几种常见的计算公式。 1. 压力强度的定义。 在物理学中，压力强度可以定义为单位面积上的力的大小。它的公式可以表示为： P = F / A。 其中，P表示压力强度，F表示受力的大小，A表示受力的面积。这个公式适用于均匀分布的受力情况，即受力在整个面积上均匀分布。在实际工程中，这种情况并不常见，因此需要根据具体情况进行修正。 2. 压力强度的计算公式。 对于不均匀分布的受力情况，可以使用积分来计算压力强度。假设受力在一个面积元dA上的大小为dF，那么压力强度可以表示为： P = ∫dF / dA。 这个积分可以在整个受力面积上进行，从而得到整个受力情况下的压力强度。这个公式适用于各种不规则形状的受力情况，是一个非常通用的计算方法。
3. 压力强度的应用。 压力强度的计算公式在工程中有着广泛的应用。比如在建筑工程中，可以通过计算建筑结构受到的风载荷来确定结构的稳定性。在机械工程中，可以通过计算零件受到的载荷来确定零件的强度和耐久性。在航空航天工程中，可以通过计算飞机受到的气动载荷来确定飞机的设计参数。 此外，压力强度的计算公式还可以应用于材料科学、地质学、生物学等领域。在材料科学中，可以通过计算材料受到的应力来确定材料的强度和韧性。在地质学中，可以通过计算地壳受到的应力来确定地质灾害的风险。在生物学中，可以通过计算细胞受到的应力来研究细胞的生物力学性质。 总之，压力强度的计算公式是一个非常重要的工具，它可以帮助工程师和科学家们更好地理解和预测物体受力的情况。通过合理地应用压力强度的计算公式，可以设计出更安全和稳定的结构，从而推动工程技术的发展。希望本文能够帮助读者更好地理解压力强度的计算公式及其应用。
压力管道的强度计算(共14页)
压力管道(guǎndào)的强度计算 1．承受(chéngshòu)内压管子的强度分析 按照应力分类，管道承受压力载荷产生(chǎnshēng)的应力，属于一次薄膜应力。该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。 承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ，平行于管道轴线(zhóu xiàn)方向的轴向应力σz，沿管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设P为管内介质压力，D n为管子内径，S为管子壁厚。则3个主应力的平均应力表达式为 管壁上的3个主应力服从下列关系式： σθ＞σz＞σr 根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为 σe=σθ-σr≤[σ] 将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式
图2．1 承受内压管壁的应力状态 工程上，管子尺寸(chǐ cun)多由外径D w表示，因此又得昂一个理论(lǐlùn)壁厚公式 2．管子(guǎn zi)壁厚计算 承受内压管子(guǎn zi)理论壁厚公式，按管子外径确定时为 按管子内径确定时为 式中：
S l——管子理论壁厚，mm； P——管子的设计压力，MPa； D w——管子外径，mm； D n——管子内径，mm； φ——焊缝系数； [σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。 管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。它只考虑了内压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为 S j=S l+C (2-3) 式中：S j——管子计算壁厚，mm； C——管子壁厚附加值，mm。 (1)焊缝系数(φ) 焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。焊缝系数与管子的结构、焊接(hànjiē)工艺、焊缝的检验方法等有关。 根据我国管子制造的现实情况，焊缝系数按下列规定选取：[1] 对无缝钢管，φ=1．0；对单面焊接(hànjiē)的螺旋线钢管，φ=0．6；对于纵缝焊接钢管，参照《钢制压力容器》的有关标准选取： ①双面焊的全焊透对接(duì jiē)焊缝： 100％无损检测φ=1．0； 局部无损检测φ=0．S5。 ②单面焊的对接焊缝，沿焊缝根部全长具有垫板： 100％无损检测φ=0．9； 局部(júbù)无损检测φ=0．8； (2)壁厚附加量(C) 壁厚附加量C，是补偿钢管制造：工艺负偏差、弯管减薄、腐蚀、磨损等的减薄量，以保证管子有足够的强度。它按下列方法计算： C=C1+C2 (2-4) 式中：C1——管子(guǎn zi)壁厚负偏差、弯管减薄量的附加值，mm； C2——管子(guǎn zi)腐蚀、磨损减薄量的附加值，mm。 ①管子壁厚负偏差和弯管减薄量的附加值： 在管子制造标准(biāozhǔn)中，允许有一定的壁厚负偏差，为了使管子在有壁厚负偏差时的最小壁厚不小于理论计算壁厚，管子计算壁厚中
压力管道的强度计算
压力管道的强度计算 1．承受压管子的强度分析按照应力分类，管道承受压力载荷产生的应力，属 于一次薄膜应力。该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。 承受压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示， 它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σθ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设P为管介质压力，D n为管子径，S为管子壁厚。则3个主应力的平均应力表达式为 管壁上的3个主应力服从下列关系式： σθ＞σz＞σr 根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为 σe=σθ-σr≤[σ] 将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式
图2．1 承受压管壁的应力状态 工程上，管子尺寸多由外径D w表示，因此又得昂一个理论壁厚公式 2．管子壁厚计算 承受压管子理论壁厚公式，按管子外径确定时为 按管子径确定时为 式中： S l——管子理论壁厚，mm； P——管子的设计压力，MPa； D w——管子外径，mm； D n——管子径，mm；
φ——焊缝系数； [σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。 管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受压所需的最小管子壁厚。它只考虑了压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为 S j=S l+C (2-3) 式中：S j——管子计算壁厚，mm； C——管子壁厚附加值，mm。 (1)焊缝系数(φ) 焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。焊缝 系数与管子的结构、焊接工艺、焊缝的检验方法等有关。 根据我国管子制造的现实情况，焊缝系数按下列规定选取：[1] 对无缝钢管，φ=1．0；对单面焊接的螺旋线钢管，φ=0．6；对于纵缝焊接钢管， 参照《钢制压力容器》的有关标准选取： ①双面焊的全焊透对接焊缝： 100％无损检测φ=1．0； 局部无损检测φ=0．S5。 ②单面焊的对接焊缝，沿焊缝根部全长具有垫板： 100％无损检测φ=0．9； 局部无损检测φ=0．8； (2)壁厚附加量(C) 壁厚附加量C，是补偿钢管制造：工艺负偏差、弯管减薄、腐蚀、磨损等的减薄量，以保证管子有足够的强度。它按下列方法计算： C=C1+C2(2-4) 式中：C1——管子壁厚负偏差、弯管减薄量的附加值，mm； C2——管子腐蚀、磨损减薄量的附加值，mm。
压力管道的强度计算
压力管道的强度计算
压力管道的强度计算 1．承受内压管子的强度分析 按照应力分类，管道承受压力载荷产生的 应力，属于一次薄膜应力。该应力超过某一限度，将使管道整体变形直至破坏。 承受内压的管子，管壁上任一点的应力状态可以用3个互相垂直的主应力来表示，它们是：沿管壁圆周切线方向的环向应力σ，平行于管道轴线方向的轴向应力σz，沿θ 管壁直径方向的径向应力σr，如图2．1，设 P为管内介质压力，D n为管子内径，S为管 子壁厚。则3个主应力的平均应力表达式为 管壁上的3个主应力服从下列关系式： σθ＞σz＞σr
根据最大剪应力强度理论，材料的破坏由最大剪应力引起，当量应力为最大主应力与最小主应力之差，故强度条件为 σe=σθ-σr≤[σ] 将管壁的应力表达式代入上式，可得理论壁厚公式 图2．1 承受内压管壁的应力状态
工程上，管子尺寸多由外径D w表示，因此又得昂一个理论壁厚公式 2．管子壁厚计算 承受内压管子理论壁厚公式，按管子外径确 定时为 按管子内径确定时为
式中： S l——管子理论壁厚，mm； P——管子的设计压力，MPa； D w——管子外径，mm； D n——管子内径，mm； φ——焊缝系数； [σ]t——管子材料在设计温度下的基本许用应力，MPa。 管子理论壁厚，仅是按照强度条件确定的承受内压所需的最小管子壁厚。它只考虑了内压这个基本载荷，而没有考虑管子由于制造工艺等方面造成其强度削弱的因素，因此它只反映管道正常部位强度没有削弱时的情况。作为工程上使用的管道壁厚计算公式，还需考虑强度削弱因素。因此，工程上采用的管子壁厚计算公式为 S j=S l+C (2-3) 式中：S j——管子计算壁厚，mm； C——管子壁厚附加值，mm。 (1)焊缝系数(φ) 焊缝系数φ，是考虑了确定基本许用应力安全系数时未能考虑到的因素。焊缝系数
气瓶应力分析和强度计算
气瓶应力分析和强度计算 气瓶应力分析和强度计算 气瓶是一种承受内压的压力容器,一般由圆筒、封头、封底所组成。从受力情况看<这是强度设计的力学基础>,它可以分为头部及其影响区、简体、底部及其影响区三部分。而强度设计的任务就是要正确确定每一部分的结构形状及其尺寸,保证在整个使用年限 内安全运行。对已有的气瓶,则可利用应力分析及强度设计有关公式进行安全校验和剩余寿命的估算。图4—1为一凹形底气瓶的应力分布图。 强度设计的基本原则是安全可靠,经济合理。 一、气瓶筒体的应力状态 气瓶筒体部分是一薄壁圆柱形壳体,或称薄壁圆筒。由于气瓶的公称工作压力可达3 0MPa,属于高压容器。制造气瓶的材料一般都选用强度较高的优质结构钢,所以其壁厚S 相对于半径Ri来说仍是很小的,一般S／Ri<1／10。根据力学分析及有关压力容器的设计规定,当圆筒外、内直径之比Do／Di≤1．2时,可认为是薄壁圆筒,均可按薄壁圆筒设计。所谓薄壁圆筒,从力学上讲,就是指：当圆筒的壁厚相对于半径很小时,圆筒断面上承受弯矩的能力很小,筒壁主要承受拉力或压力,因此,可以近似地认为应力在整个筒壁上,沿壁厚度是均匀分布的,即所谓无力矩理论。按无力矩理论计算求得的应力称为薄膜应力。现在我们来分析气瓶简体即薄壁圆筒的应力状态。圆筒是最简单的一种回转壳体,也是压力容器中最基本的部分。薄壁圆筒的无力矩理论应力状态可以用分析回转壳体应力状态的一般方法求解,也可以更简单的从静力平衡方程式直接求得。以图4—2为例,如果我们在气瓶中部以垂直于轴线的平面<横截面>将气瓶截为上下二段,则作用在环断面的经向应力<亦称轴向应力>的合力为πDSo经,此力应与由内压P作用在气瓶底端的总轴向力<不管封头形状如何,均为π/4D2i p>相平衡, 即 因系薄壁圆筒,故内径D"可近似地等于平均直径Di．即D1≈D,由此,可求得作用于圆筒横截面上的经向应力。