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椭圆筒体怎么那么厚(续)

时间:2020-06-28 来源:压力容器唯心不易 浏览:

震惊

很多朋友被上篇文章的结论震惊了。

朋友面对圆平板厚度没有震惊。对于圆平板来说,比筒体受力差,可以理解和接受,因为平板公式里,承载能力和厚度成平方关系,这是一眼能看见的,好理解。

椭圆筒体的计算比较复杂,不亲自验算,光看公式还真难以发现区别。

不就是扁一点点的圆吗?承载能力能差几十倍?不应该是半斤八两的关系吗?

对啊,不就是大号的流感吗,怎么就把世界弄的天翻地覆呢?

联想到筒体椭圆度要求,假设椭圆度大一点,是不是刚好合格的筒体就不合格了,直接吃到了材料的安全系数裕量?

所以说,符合规范的公差是很重要的

1:1.28的椭圆筒体,竟然要比1:1的圆筒厚10几倍,太反直觉了!

CAN'T BELIEVE!


结果验证

用0.55MPa生成一下S30408材料的450*350椭圆筒节的计算书,

查看一下计算结果,

其中A点的应力值最大,B点的量级和A差不多,C点较低。

为了验证理论解的,加深对于椭圆筒体的受力的直观感受,对这个模型,按照计算书1:1建模。

采用平面单元,建立1/4模型。

施加内压0.55MPa,施加对称约束:

结果如下,的确应力值很大。

观察一下变形:

从变化趋势可看到,椭圆筒体的长轴向内凹(受压),短轴向外扩张(受拉),椭圆筒体更圆了。

圆筒的变形是整体往外扩张,筒体截面上基本没有弯曲应力。而椭圆筒体长轴和短轴变形方向完全不一样,受到的最大力就是弯曲应力。


结果比较

在模型上取ABC三点做线性化,对应于理论解的ABC三点。

将SW6计算的理论解和有限元数值做个比较:

应力种类

位置

理论解

FEA解

误差

薄膜应力

小圆弧区A点

16.3

16.07

1.41%

大圆弧区B点

12.8

12.5

2.34%

大小圆弧 C点

14.3

14.93

-4.41%

内壁
弯曲应力

小圆弧 A点

299

301.1

-0.70%

大圆弧 B点

-269

-265.9

1.15%

大小圆弧 C点

49.7

39.43

20.66%

内壁
组合应力

小圆弧区A点

315

314.7

0.10%

大圆弧区 B点

-256

-251.9

1.60%

大小圆弧区C点

63.9

54.03

15.45%

外壁
弯曲应力

小圆弧区A点

-299

-301.1

-0.70%

大圆弧区B点

269

265.9

1.15%

大小圆弧区C点

-49.7

-39.43

20.66%

外壁
组合应力

小圆弧区A点

-282

-287.5

-1.95%

大圆弧区B点

282

279.8

0.78%

大小圆弧区C点

-35.4

-26.26

25.82%

可以容易看到,ABC点的薄膜应力,A和B点的弯曲应力值,与理论解相比误差很小。

所以,即使用分析方法,也会得到一样的结论:

椭圆筒体真的要很厚

至此也终于确定:

椭圆筒体和筒体,就像新冠和流感,真是不一样。

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