1、4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计工程设计方法工程设计方法主要内容主要内容加强圈的设计计算加强圈的设计计算有关设计参数的规定有关设计参数的规定圆筒轴向许用应力的确定圆筒轴向许用应力的确定图算法原理图算法原理难点难点重重点点4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计复习复习pppabc 受受周向周向均匀外压均匀外压薄壁薄壁回转壳体的回转壳体的弹性失稳弹性失稳问题问题临界压力临界压力失稳现象失稳现象外载荷达到某一临界值，发生径向挠曲，并迅速外载荷达到某一临界值，发生径向挠曲，并迅速增加，沿周向出现增加，沿周向出现压扁或波纹压扁或波纹。壳体失稳时所承受的相应压力，称为临界压力，壳体失稳时所承受的
2、相应压力，称为临界压力，用用Pcr表示。表示。4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计外压圆筒分成三类：外压圆筒分成三类：长圆筒长圆筒两端的边界影响可以忽略，压瘪时波数两端的边界影响可以忽略，压瘪时波数 n=2 ，临，临界压力界压力Pcr仅与仅与t / Do有关，而与有关，而与L/Do无关。无关。短圆筒短圆筒两端的边界影响显著，压瘪时波数为两端的边界影响显著，压瘪时波数为 n2 的正整的正整数，数， Pcr不仅与不仅与t / Do有关，而且与有关，而且与L/Do有关。有关。刚性圆筒刚性圆筒这种壳体的这种壳体的L/Do较小，而较小，而t / Do较大，故刚
3、性较好。较大，故刚性较好。其破坏原因是由于器壁内的应力超过了材料屈极其破坏原因是由于器壁内的应力超过了材料屈极限所致。计算时，只要满足强度要求即可。限所致。计算时，只要满足强度要求即可。4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计长长圆筒临界压力：圆筒临界压力：32 . 2ocrDtEptDLDEtpOOcr259. 2（2-97）（2-92）短短圆筒临界压力：圆筒临界压力：临界长度临界长度Lcr ：tDDLoocr17. 1（2-98）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计解析法解析法图算法图算法一、解析法求取外压
4、容器许用压力一、解析法求取外压容器许用压力 假设筒体的名义厚度假设筒体的名义厚度n；计算有效厚度计算有效厚度e；求出临界长度求出临界长度Lcr，将圆筒的外压计算长度，将圆筒的外压计算长度L与与Lcr进行进行 比较，判断圆筒属于长圆筒还是短圆筒；比较，判断圆筒属于长圆筒还是短圆筒；4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计比较设计压力比较设计压力 p 和和 p 的大小。若的大小。若pp且较为接近，且较为接近， 则假设的名义厚度则假设的名义厚度n符合要求；否则应重新假设符合要求；否则应重新假设n， 重复以上步骤，直到满足要求为止。重复以上步骤，直到满足要求为止。特点：反复试算特点：反复试算4.3.2
5、.4 外压圆筒设计外压圆筒设计选取合适的稳定性安全系数选取合适的稳定性安全系数m，计算许用外压，计算许用外压p=mpcr根据圆筒类型，选用相应公式计算临界压力根据圆筒类型，选用相应公式计算临界压力 Pcr；解析法求取解析法求取外压容器许外压容器许用压力用压力4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计假设：圆筒仅受径向均匀外压，而不受轴向外压，与圆环一假设：圆筒仅受径向均匀外压，而不受轴向外压，与圆环一 样处于单向（周向）应力状态。样处于单向（周向）应力状态。 厚度厚度 t 改为有效改为有效厚度厚度e，得：，得：32 . 2ocrDtEptDLDEtpOOcr259. 2二、图算法原理（标准规范采
6、用）二、图算法原理（标准规范采用）将式将式（2-92）（2-97）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计难点难点4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计3)(2 . 2oecrDEp长长圆筒临界压力圆筒临界压力5 . 05 . 2)(45. 0)(59. 2oeooecrDDLDEp =短短圆筒临界压力圆筒临界压力4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计（4-21） 不论长圆筒或短圆筒，失稳不论长圆筒或短圆筒，失稳时周向应变（按单向应力时时周向应变（按单向应力时的虎克定律）
7、为：的虎克定律）为：eocrcrcrE2DpE为避开材料的弹性模量为避开材料的弹性模量E（塑性状态为变（塑性状态为变量），采用应变表征失稳时的特征。量），采用应变表征失稳时的特征。eocrcrDp2圆筒在圆筒在Pcr作用下，作用下，产生的周向应力产生的周向应力二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）代入长圆代入长圆筒、短圆筒、短圆筒临界压筒临界压力公式力公式4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 20)(1 . 1ecrD将长、短圆筒的将长、短圆筒的Pcr公式分别代入应变式中，得公式分别代入应变式中，得长圆筒长圆筒 （4-22）5 . 15 . 0)()(45. 03 . 1eoeoocrD
8、DDL短圆筒短圆筒 （4-23）)/D,D/L(feoocr（4-24）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计（1）几何参数计算图：）几何参数计算图： L/DoDo/eA 关系曲线关系曲线4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计与材料弹性模量与材料弹性模量E无关，对任何材料无关，对任何材料的筒体都适用的筒体都适用令令 ， 以以A作为横坐标，作为横坐标，L/Do作为纵坐标，作为纵坐标， Do/e作为参量绘成曲线；见图作为参量绘成曲线；见图4-6长圆筒长圆筒与纵坐标平行的直线簇，失稳时与纵坐标平行的直线簇，失稳时 周
9、向应变周向应变A与与L/Do无关；无关；短圆筒短圆筒斜平行线簇，失稳时斜平行线簇，失稳时A与与 L/Do、Do/e 都有关。都有关。A=cr注注意意二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计图图4-6 外压或轴向外压或轴向受压圆筒和受压圆筒和管子管子几何参几何参数计算图数计算图（用于所有（用于所有材料）材料）cr特点特点4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计（2）厚度计算图（不同材料）：）厚度计算图（不同材料）：BA关系曲线关系曲线 已知已知 L/Do，Do/e查查几何算图几何算图周向应变周向应变A（横坐标横坐标）
10、找出找出APcr 的关系（类似于的关系（类似于crcr）判定筒体在操作外压力下是否安全判定筒体在操作外压力下是否安全（图（图4-6）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计临界压力临界压力Pcr，稳定性安全系数，稳定性安全系数m，许用外压力，许用外压力p，故故 pcr=mp代入式（代入式（4-21）整理得：）整理得：eocrcrcrE2DpE（4-21） eocrE2DpmcreoEmpD2（2）厚度计算图（不同材料）：）厚度计算图（不同材料）：BA关系曲线（续）关系曲线（续） 令令 B= e0pD二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）4.3.2.4
11、外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计（4-25）crcrcr3232Em2EBGB150， ASME -1 均取均取m=3，代入上式得：，代入上式得：建立建立B与与A的关系图的关系图cr crAB（2）厚度计算图（不同材料）：）厚度计算图（不同材料）：BA关系曲线（续）关系曲线（续） 二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计（2）厚度计算图（不同材料）：）厚度计算图（不同材料）：BA关系曲线（续）关系曲线（续） 若利用材料单向拉伸应力若利用材料单向拉伸应力应变关系应变关系对于钢材（不计对
12、于钢材（不计Bauschinger效应效应） ，拉伸曲线与压缩曲线，拉伸曲线与压缩曲线大致相同，将纵坐标乘以大致相同，将纵坐标乘以 2/3，即可作出，即可作出B与与A的关系曲线。的关系曲线。二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）以以A A和和B B为坐标轴得为坐标轴得厚度计算图厚度计算图（以（以为基础）为基础） ，图图4-74-7图图4-94-9 为几种常用为几种常用钢材的厚度计算图。钢材的厚度计算图。 温度不同，曲线不同。温度不同，曲线不同。4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计图4-7 外压圆筒、管子和球壳厚度计算图(屈服点s207MPa的碳素钢
13、和0Cr13、1Cr13钢)图4-7 外压圆筒、管子和球壳厚度计算图(屈服点s207MPa的碳素钢和0Cr13、1Cr13钢)二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）系数系数A=cr系数系数B/MPa4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）系数系数B/MPa系数系数A=cr4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计图4-9 外压圆筒、管子和球壳厚度计算图(0Cr18Ni9钢)图4-9 外压圆筒、管子和球壳厚度计算图(0Cr18Ni9钢)二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）系数系数A=cr系数系数B/MPa4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 直线部
14、分表示材料处于弹性，属于弹性失稳，直线部分表示材料处于弹性，属于弹性失稳， B与与A成成 正比，由正比，由A查查B时，若与曲线不相交（落在曲线左侧），时，若与曲线不相交（落在曲线左侧）， 则属于弹性失稳，则属于弹性失稳， EA32B ，求取，求取B。可由可由（2）厚度计算图（不同材料）：）厚度计算图（不同材料）：BA关系曲线（续）关系曲线（续） 二、图算法原理（续）二、图算法原理（续）三、工程设计方法三、工程设计方法4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计重点重点外压圆筒外压圆筒（Doe）薄壁圆筒（薄壁圆筒（Doe20）失稳失稳失稳失稳强度失效强度失效厚壁圆筒（厚壁圆筒（Doe20）Doe20
15、4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计1、Do/e20 薄壁筒体，稳定性校核：薄壁筒体，稳定性校核：a.假设名义厚度假设名义厚度n，令，令e=n-C，算出，算出L/Do和和Do/e；b.以以L/Do、Do/e值由图值由图4-6查取查取A值，若值，若L/Do值大于值大于50， 则用则用L/Do=50查取查取A值；值；4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计三、工程设计方法（续）三、工程设计方法（续）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 eoDBp eoDAEp32（4-26）（4-27）c. 由材料选由材料选厚度计算图（图厚度计算图（图4-7图图4-9）温度对应的温度对应的E线在线在图上没
16、有时，插值图上没有时，插值32AEB 系系 数数 A设计温度设计温度根根据据4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计三、工程设计方法（续）三、工程设计方法（续）B与厚度图与厚度图有有交点交点与厚度图与厚度图无无交点交点A在材料线左方在材料线左方图图4-10 图算法图算法求解过程求解过程4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计三、工程设计方法（续）三、工程设计方法（续）几何参数图几何参数图厚度计算图厚度计算图d. pcp且较接近且较接近假设的名义厚度假设的名义厚度n合理合理pcp假设假设n不合理不合理4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计三、工程设计方法（续）三、工程设计方法（续）4.3.2.
17、4 外压圆筒设计外压圆筒设计d. pcp且较接近且较接近假设的名义厚度假设的名义厚度n合理合理pcp假设假设n不合理不合理4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计三、工程设计方法（续）三、工程设计方法（续）重设重设n，直到满足直到满足4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计但对但对Do/e4.0的筒体，应按式（的筒体，应按式（4-28）求）求A值。值。 2eo/D1 . 1A（4-28） 有交点，从图中查有交点，从图中查B值值EAB324.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计三、工程设计方法（续）三、工程设计方法（续）查查 B无交点无交点求取求取B值的计算步骤同值的计算步骤同Do/e20的薄壁
18、筒体；的薄壁筒体；4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 )/D11 (/D2peoeoo为满足为满足强度强度，厚壁圆筒许用外压力应不低于式（，厚壁圆筒许用外压力应不低于式（4-30）值）值（4-30）防止圆筒体的失稳和强度失效，厚壁筒体的许用外防止圆筒体的失稳和强度失效，厚壁筒体的许用外压力必须取式（压力必须取式（4-29）和式（）和式（4-30）中的）中的较小值较小值。式中式中 o应力，应力， MPats9 . 0 t2 . 09 . 0 t2 min04.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计三、工程设计方法（续）三、工程设计方法（续）B)0625. 0/D25. 2(peo为满足为满足
19、稳定性稳定性，厚壁圆筒许用外压力应不低于式（，厚壁圆筒许用外压力应不低于式（4-29）值）值（4-29）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计解题思路小结：解题思路小结：设设n，由，由L/Do、Do/e几何算图几何算图ABPcr厚度计算图厚度计算图cr三、工程设计方法（续）三、工程设计方法（续）与曲线相交、不相交与曲线相交、不相交n是否合理是否合理4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计（1）假设）假设n，令，令e=n-C，按式（，按式（4-31）计算系数）计算系数A四、圆筒体轴向许用压应力的确定四、圆筒体轴向许用压应力的确定ei/R094. 0A（4
20、-31） （2）选用相应材料的厚度计算图）选用相应材料的厚度计算图查取查取B，此，此B值即为值即为cr。 若若A值落在设计温度下材料线的左方，则表明筒体属于值落在设计温度下材料线的左方，则表明筒体属于 弹性失稳，可直接由式（弹性失稳，可直接由式（4-32）计算）计算。EA32B （4-32）设筒体最大许用压应力设筒体最大许用压应力cr=B，求系数，求系数B步骤如下：步骤如下：4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计五、有关设计参数的规定五、有关设计参数的规定设计参数设计参数设计压力设计压力P稳定性安全系数稳定性安全系数 m外压计算长度外压计算长度L等等4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4
21、.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计定义与内压容器相同，取值方法不同。定义与内压容器相同，取值方法不同。外压容器设外压容器设计压力：计压力：考考虑正常工作虑正常工作情况下可能情况下可能出现的最大出现的最大内外压力差；内外压力差；真空容器设计压力：真空容器设计压力：按按承受外压考虑，当装有承受外压考虑，当装有安全控制装置时（如真安全控制装置时（如真空泄放阀），设计压力空泄放阀），设计压力取取1.25倍倍最大内外压力最大内外压力差或差或0.1 MPa两者中的两者中的较小值；当无安全控制较小值；当无安全控制装置时，装置时，取取0.1MPa。带夹套容器带夹套容器:考虑可能出现考虑可能出现最大压差最大
22、压差的危的危险工况，如内险工况，如内压容器突然泄压容器突然泄压而夹套内仍压而夹套内仍有压力时所产有压力时所产生的最大压差。生的最大压差。（1）设计压力）设计压力P 4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计五、有关设计参数的规定（续）五、有关设计参数的规定（续）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计（2）稳定性安全系数）稳定性安全系数m 由于长、短圆筒的临界压力计算公式，是按理想由于长、短圆筒的临界压力计算公式，是按理想的无初始不圆度求得的。实际上，圆筒在经历成型、的无初始不圆度求得的。实际上，圆筒在经历成型、焊接或焊后热处理后存在各种原始缺陷，如几何形状焊接或焊后热处理后存在各种原始缺陷，如
23、几何形状和尺寸的偏差、材料性能不均匀性等，都会直接影响和尺寸的偏差、材料性能不均匀性等，都会直接影响临界压力计算值的准确性；临界压力计算值的准确性；受载可能不完全对称，因而根据线性小挠度理论受载可能不完全对称，因而根据线性小挠度理论得到的临界压力与试验结果有一定误差。得到的临界压力与试验结果有一定误差。原因原因:结论结论:为此，在计算许用设计外压时，必须考虑一定的为此，在计算许用设计外压时，必须考虑一定的稳定性安全系数稳定性安全系数m。五、有关设计参数的规定（续）五、有关设计参数的规定（续）特殊要求：形状偏差（取特殊要求：形状偏差（取m3的同时）的同时）如如GB150规定，受外压及真空的圆筒体
24、在同一断面规定，受外压及真空的圆筒体在同一断面一定弦长范围内，实际形状与真正圆形之间的正负一定弦长范围内，实际形状与真正圆形之间的正负偏差不得超过一定值，具体规定可参见文献偏差不得超过一定值，具体规定可参见文献2。GB150规定：规定： 圆筒体，圆筒体，m 取取 3.0； 球壳，球壳， m 取取 14.52。4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计五、有关设计参数的规定（续）五、有关设计参数的规定（续）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计（3）外压计算长度）外压计算长度L 计算长度：筒体外部或内部两相邻刚性构件之间的最大距离。计算长度：筒体外部或内部两相邻刚性构件之间的最大距离。 刚性构件
25、：封头、法兰、加强圈等。刚性构件：封头、法兰、加强圈等。图图4-11为外压计算为外压计算长度取法示意图长度取法示意图取法：取法：4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计五、有关设计参数的规定（续）五、有关设计参数的规定（续）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 hi/3hi/3hihiLLLLLLhi/3hihi/34.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计图图4-11 外压圆筒外压圆筒 的的计算长度计算长度(a)(b)(c)(d)(e)(f)将长圆筒转化为短圆筒，可以有效地减小筒体将长圆筒转化为短圆筒，可以有效地减小筒体厚度、提高筒体稳定性。厚度、提高筒体稳定性。六、加强圈的设计计算六、加
26、强圈的设计计算目的目的加强圈设计加强圈设计加强圈的间距加强圈的间距截面尺寸截面尺寸结构设计结构设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计当圆筒的当圆筒的e/Do已知，且计算外压已知，且计算外压pc值给定时，可由短圆值给定时，可由短圆 筒许用外压力计算公式导出加强圈的最大间距，即筒许用外压力计算公式导出加强圈的最大间距，即1.加强圈的间距加强圈的间距设置加强圈，必须使其属于短圆筒才有实际作用。设置加强圈，必须使其属于短圆筒才有实际作用。tDLDEt59. 2poo2cr5 . 2max)/(6 . 2eOcoDmpEDL（4-33） 结论：结论：4.3.
27、2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计由（由（4-33），加强圈数量增多，），加强圈数量增多，Lmax值减小，筒体厚度减薄；值减小，筒体厚度减薄；反之，筒体厚度须增加。反之，筒体厚度须增加。4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计2.加强圈截面尺寸的确定加强圈截面尺寸的确定方法思路方法思路目目 的的增强筒壁截面的抗弯曲能力增强筒壁截面的抗弯曲能力通过增加截面惯性矩通过增加截面惯性矩 I 来提高筒壁截面的抗来提高筒壁截面的抗弯曲能力，满足弯曲能力，满足 Is大于并接近大于并接近II保持稳定时加强圈和圆筒体组合段所需的最小惯性矩保持稳定时加强圈和圆筒体组合段所需的最小惯性矩Is加强圈与当量圆筒实际所具有
28、的组合惯性矩加强圈与当量圆筒实际所具有的组合惯性矩4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计0esssspcr4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计图图4-12 每个加强圈每个加强圈 所承受的载荷所承受的载荷A9 .10)L/A(LDIsses2o（4-38）Ls从加强圈中心线到相临两侧加强圈中心线距离之和的一从加强圈中心线到相临两侧加强圈中心线距离之和的一 半；若与凸型封头相邻，在长度中还应计入封头曲面深半；若与凸型封头相邻，在长度中还应计入封头曲面深 度的度的 1/3，mmAs单个加强圈的截面积，单个加强圈的截面积，mm2，手册查得手册查得A系数，按
29、下述方法求得系数，按下述方法求得4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计根据已知的根据已知的Pc、Do和选择的和选择的e、Ls，按下式计算当量圆筒周向失按下式计算当量圆筒周向失稳时的稳时的B值：值：sseocyocLADpDpB/（4-39）按相应材料的厚度计算图，由按相应材料的厚度计算图，由B 查查A。如果查图时无交点，则如果查图时无交点，则EBA23A带入式带入式4-38中，就得到中，就得到 I4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计A系数系数I2圆筒形壳体对其形心轴圆筒形壳体对其形心轴 的惯性矩的惯性矩As加强圈的截面积加强圈的截面积Ac圆筒有效宽
30、度内的截面积，圆筒有效宽度内的截面积，Ac=2beb圆筒有效宽度，圆筒有效宽度，b=0.55a1加强圈形心轴加强圈形心轴 至组合截面形心轴至组合截面形心轴 的距离的距离a2组合截面形心轴组合截面形心轴 至圆筒截面形心至圆筒截面形心 轴轴 的距离的距离加强圈与当量圆筒实际所具有的组合惯性矩加强圈与当量圆筒实际所具有的组合惯性矩Is：1x1x2x2xxx2a1abbn222210aAIaAIIcssI0加强圈对其形心轴加强圈对其形心轴 的惯性矩的惯性矩1x1x2x2xeD01x1xxxxx2x2x4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 a. 假设加强圈的个数与间距假设加强圈的个数与间距Ls（Ls
31、Lmax），选择加强圈），选择加强圈 尺寸（可按型钢规格），计算或由手册查得尺寸（可按型钢规格），计算或由手册查得As，并计算，并计算加强圈与有效筒体实际所具有的组合惯性矩加强圈与有效筒体实际所具有的组合惯性矩Is；计算步骤：计算步骤：b. 根据已知的根据已知的pc、Do和选择的和选择的e、Ls，按下式计算当量厚，按下式计算当量厚 度筒体周向失稳时的度筒体周向失稳时的B值，值， （4-39）4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 c. 按相应材料的厚度计算图，由按相应材料的厚度计算图，由B值查取值查取A值（若查值（若查 图时无交图时无交 点，则按点，则
32、按A= 计算）计算）E2B3e. 比较比较Is和和I，若，若Is大于并接近大于并接近I，则满足要求，否则应重新选，则满足要求，否则应重新选 择加强圈尺寸，重复上述计算，直至满足要求为止。择加强圈尺寸，重复上述计算，直至满足要求为止。d. 把查得的把查得的A值代入式（值代入式（4-38）中，求得所需的最小惯性矩）中，求得所需的最小惯性矩I。注解：注解：和前面介绍的圆筒体稳定性计算相比，求解和前面介绍的圆筒体稳定性计算相比，求解A的过程刚的过程刚 好和假定筒体厚度求其许用外压力的过程相反。在加强好和假定筒体厚度求其许用外压力的过程相反。在加强 圈设计时，通常是已知加强圈欲承受的外压力圈设计时，通常
33、是已知加强圈欲承受的外压力pc，而求，而求 解其所需惯性矩。解其所需惯性矩。4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计设置设置位置位置容器外部：容器外部：焊接总长焊接总长 筒体外圆周长的筒体外圆周长的1/2容器内部：容器内部：焊接总长焊接总长 筒体内圆周长的筒体内圆周长的1/3；3.加强圈的结构设计加强圈的结构设计工字钢工字钢 其它型钢其它型钢 常用常用型钢型钢扁钢扁钢角钢角钢4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计材料：多为碳素钢。材料：多为碳素钢。 筒体为贵重金属，在筒体外
34、部设置碳素钢加强圈，筒体为贵重金属，在筒体外部设置碳素钢加强圈， 节省贵重金属。节省贵重金属。4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 ll 图图4-13 加强圈与圆筒的连接加强圈与圆筒的连接 加强圈两侧的间断焊缝可错开或并排，但焊缝之间加强圈两侧的间断焊缝可错开或并排，但焊缝之间 的最大间隙对外加强圈为的最大间隙对外加强圈为8n，对内加强圈，对内加强圈12n （n为筒体的名义厚度）。为筒体的名义厚度）。4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 要求：要求：3.加强圈的结构设计加强圈的结构设计(续续)#加强圈应整圈围绕在筒体的圆周上，不许任意削弱加强圈应整圈围绕在筒体的圆周上，不许任意削弱 或割断。或割断。#设置在内部的加强圈，若开设排液孔、排气孔，削设置在内部的加强圈，若开设排液孔、排气孔，削 弱或割断的弧长不得大于图弱或割断的弧长不得大于图4-14 所给定的值。所给定的值。4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计 图图4-14 圆筒上加强圈允许的间断弧长值圆筒上加强圈允许的间断弧长值4.3.2.4 外压圆筒设计外压圆筒设计
