夹套锥壳需要用锥壳模型计算吗（续）

前情回顾

上次提到了夹套锥壳的计算模型和普通锥壳模型的对比。

夹套锥壳需要用锥壳模型计算吗

其中做了一个分析验证，分析的边界条件是：

1. 采用轴对称模型

2. 在下表面施加Uy=0

3. 夹套内部施加内压2MPa。

得到的结果如下：

其夹套锥壳处的最大应力为186.54MPa。

这个结果真的可信吗？

假如夹套加长

夹套的直段长度用的是500mm，依据是2.5sqrt（Rt）=2.5sqrt（1200*14）=324mm，为了避免直段的影响，所以取了500mm.

但是从云图上看，直段的应力并不均匀，所以推测，直段的影响应该没有完全消除。

试着将夹套直段加长到1500mm，用相同的边界条件试试。

最大应力值增加到239.449MPa。

最大应力值的位置还是在夹套锥壳转角处。

封头部分也带夹套

其实文章刚发出来的时候，吴大声高工就一眼发现了问题所在：

回想一下边界条件，的确，其Uy=0就是一个上下对称结构! 夹套是焊接在筒体上，两端封闭的结构。由于两端封闭，所以轴向力很大一部分被平衡掉了，所以应力值比较低。

如果筒体和封头都被夹套包住会怎么样呢？

为了直观的了解一下，仍旧采用一样的结构，只是加上了封头：

边界条件：

1. UX方向轴对称约束

2. 夹套施加内压2MPa

    

   

    

    

经计算，其结果如下：

最大应力值为727.57MPa，相较于筒体上的夹套最大应力值239.449MPa，增长了很多。

对其最大应力点做穿过夹套的路径，并线性化：

薄膜应力=178.8MPa.

封头上的封板有影响吗?

一般封头上会有一个出口，夹套会有封闭管。这个管口对于夹套锥体有影响吗？

施加对称约束和夹套内压，

求解得到应力分布：

结果扩展如下：

应力值为694.389MPa，最大应力值点还在相同位置。

其值比全部包围的封头略有降低，其降低的原因是：

完全包围的封头是整个夹套截面的内压产生的轴向力由锥壳承担。

部分包围的封头是部分包围的圆环面（承压的最大投影截面）产生的轴向力由锥壳承担，由于承压的最大投影截面是圆环，其面积小了，所以夹套锥壳的轴向力也就小了，应力值相应下降。

规范规定

在GB 150.3规范中，对于封头部分也带夹套的夹套容器，其夹套间隙和封闭环厚度是和仅仅筒体带夹套不同的。

在ASME中，对于筒体上和筒体+封头上的夹套，其封板厚度也是区别对待的。

除了Type1， 带封头的夹套封板，厚度明显要大于仅筒体上有夹套的封板。

总结：

非常感谢吴工指出错误，受力分析，揭示了问题的本质所在。对于上篇的模型和结论，考虑不周，未考虑封头全包模型，实际情况并没有那么夸张。本应早点更正，无奈项目比较忙，所以姗姗来迟。

经过对比，可以获得如下定性的结论：

1. 夹套仅仅在筒体上，其封闭件受力远远好于带封头的夹套封闭件。且夹套筒体越短，其受力会越好。

    

2. 当夹套的承压的最大投影截面越大，封闭件所受的轴向力越大。封头全包时，轴向力全部由锥段承受。

    

3. 夹套锥壳受力是由于锥壳的，按照锥壳来计算太过保守。规范已经有了考虑，按照规范设计即可。