椭圆弧加圆弧型封头最小有效厚度计算公式论证

李业勤，刘 彬，张 阳

（1.宜兴市九洲封头锻造有限公司，江苏 宜兴 214212；2.中广核工程公司，广东 深圳 518000）

标准椭圆形封头（简称标椭封头）无法旋压成形，只能用力学性能较差的标准碟形封头（简称标碟封头）近似取代。标椭封头与筒体等强度，考虑成形减薄量，通常其投料厚度要比筒体名义厚度大。文献[1]提出的椭圆弧加圆弧型封头（简称新型封头）既可冲压成形，又可旋压成形，比标椭封头成形方便。新型封头的力学性能比标椭封头和标碟封头好，常可跟筒体等厚度投料。

文中运用无力矩理论分析新型封头、标椭封头以及标碟封头的内压稳定性，认为新型封头和标椭封头的稳定性比标碟封头好。同时采用有限元分析软件计算比较了3种封头转角处线弹性极限载荷以及封头弹塑性极限载荷，论证了新型封头最小有效厚度计算依据。

1 新型封头内表面经线形成[1-2］

新型封头内表面经线形成见图1。在平面直角坐标系xOy中，椭圆的中心位于原点O，椭圆的长半轴与短半轴分别位于x、y轴，椭圆的长半轴与短半轴之比为2。第一象限中的椭圆弧段与x轴、y轴的交点分别为B、A，取OB的中点 E作OB的垂线与椭圆弧BA相交于点F，作点F的法线交y轴于点M，以点M为圆心、FM为半径画圆弧FN与y轴相交于点N。椭圆弧BF和圆弧FN就构成了椭圆弧加圆弧型封头经线。

由图1明显看出，在x轴方向上，当0.25D（D为封头内直径）≤x≤0.5D时，新型封头经线与标椭封头经线一致，因此先比较标椭封头和标碟封头的内压稳定性，再比较新型封头和标椭封头的内压稳定性。……