外压薄壁圆筒简化图算法

段振亚 樊东东 石梦阳 宋晓敏

(1.青岛科技大学机电工程学院；2.天津大学化工学院)

外压薄壁圆筒简化图算法

段振亚1樊东东2石梦阳1宋晓敏1

(1.青岛科技大学机电工程学院；2.天津大学化工学院)

承压设备设计标准GB150-2011、ASME Ⅷ-1提供的外压圆筒图算法需要先假设厚度，再反复试算。鉴于上述标准提供方法计算过程的繁琐性，依据Bresse公式和Misses公式，提出了一种新的适用于Do/δe≥4的简化图算方法，并绘制出了设计压力为0.1、0.2、0.5、1.0MPa的计算图。可以根据长径比L/Do、设计压力pd由图直接读取对应设计参数下的最小有效厚度。

外压容器 壁厚计算 简化图算法

与内压圆筒主要以强度失效为主不同，外压或真空圆筒的强度失效已不再占主导，反而以失稳为主。失稳失效不仅仅与厚度有关，还与容器长度尺寸有关，失稳时应力值低于材料屈服极限。薄壁圆筒容易发生弹性失稳，厚壁圆筒更易发生弹塑性失稳或强度失效，设计时两者都需要考虑。此外，外压圆筒受载形式又分为径向受压，径、轴向受压和轴向受压，笔者主要针对前两种受载形式进行讨论。关于外压薄壁容器壁厚的计算，工程上常用解析法和图算法[1]。解析法是先假定厚度，再根据理论或经验公式进行反复试算，直至厚度对应许用压力大于设计压力。该方法因公式计算繁琐，并需要反复试算，国内外有学者给出简化的厚度估算公式，如禹文龙给出了等比中值算法[2]，翟建华等给出了初值估算公式[3]。这在一定程度上简化了设计流程，但是估算公式推导过程的简化，使其适用性受到局限，精确度也略有降低。……