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外压圆筒A、B的意义及其曲线来源

时间:2020-09-30 来源:卢梭说压力容器 浏览:
壳体受均布外压时,壳壁中产生压缩应力,大小与受内压时的拉伸应力相同。此时,壳体的失效形式有两种:一、当强度不足时,外压容器会出现强度失效;二、当刚度或惯性矩不足时,外压容器会发生失稳。对于薄壁容器,失稳往往在强度失效之前。[1]
若失稳时壳体的周向应力低于材料的比例极限,称之为弹性失稳,主要出现在薄壁容器。若失稳时壳体的周向应力超过比例极限,此时厚度上开始出现局部屈服,称之为非弹性失稳弹塑性失稳[1]
对于非弹性失稳(弹塑性失稳),BA的关系可以由材料的实际拉伸曲线确定。
两者统一写作:B=f(A)A是一个只与材料的尺寸有关的数,再由A确定B,就可得到许用外压。
GB/T150AB关系统一做成了一系列曲线,由AB,直接查图就行。
标准中的A-B曲线由材料的实际拉伸应力应变曲线(只提取屈服强度之前的曲线)主要经三次转化得到,具体的绘制过程可参考文献[4][5]
由文献[5]P14-15可知,这三次转化可以概括为:一、将实际屈服强度,按相应E值,平移至标准中要求的屈服强度保证值,即下图(a);二、将由上一步得到的曲线弹塑性段各点的切线,以相同斜率平移至原点;三、再按纵坐标B=2σ/3绘制A-B曲线。
所以说:
一、GB/T150中的A-B曲线右端点为2/3的材料屈服强度。
二、如果A值比较大,落在了曲线的右端点的右边,直接取右端点的B值。
PS:低碳钢压缩时弹性模量和屈服极限都与拉伸时大致相同,所以进行拉伸试验即可测定材料的主要性能,不一定要进行压缩试验。另外,由于试样越压越扁,其抗压能力不断增大,所以压缩时的强度极限是测不到的。[2]
 
[1] 郑津洋. 过程设备设计[M].
[2] 刘鸿文. 材料力学[M].
[3] 李世玉. 压力容器工程师培训教程[M].
[4] 周海彦. 典型国产材料外压应力系数B曲线的研究[D]. 杭州: 浙江工业大学, 2013
[5] 刘文涛. 外压标准设计曲线及有限元应用的研究[D]. 杭州: 浙江工业大学, 2012

 

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