平板应力分析课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《平板应力分析课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 平板 应力 分析 课件
- 资源描述:
-
1、1例题:例题:n一自增强厚壁圆筒,承受内压一自增强厚壁圆筒,承受内压p=250MPa,圆筒,圆筒内外直径内外直径Di=300mm,Do=500mm,材料为,材料为Ni-Cr-Mo高强度钢,高强度钢,s=750MPa,b=900MPa,试求:,试求:n(1)按)按Mises屈服条件,计算当屈服条件,计算当Rc=200mm 时的时的自增强压力自增强压力pf;n(2)在内压)在内压p作用后作用后Rc处的环向合成应力。处的环向合成应力。2CHAPTER STRESS ANALYSIS OF PRESSURE VESSELS32-4 2-4 平板应力分析42.4.1 概述概述2.4.2 圆平板对称弯曲微
2、分方程圆平板对称弯曲微分方程2.4.3 圆平板中的应力圆平板中的应力2.4.4 承受轴对称载荷时环板中的应力承受轴对称载荷时环板中的应力2.4 平板应力分析51、应用:、应用:平封头:常压容器、平封头:常压容器、高压容器;高压容器;贮槽底板:可以是各种形状;贮槽底板:可以是各种形状;换热器管板:薄管板、厚管板;换热器管板:薄管板、厚管板;板式塔塔盘:圆平板、带加强筋的圆平板;板式塔塔盘:圆平板、带加强筋的圆平板;反应器触媒床支承板等。反应器触媒床支承板等。2.4.平板应力分析62、平板的几何特征及平板分类、平板的几何特征及平板分类几何特征几何特征中面是一平面中面是一平面厚度小于其它厚度小于其它
3、方向的尺寸方向的尺寸2.4 平板应力分析分类分类厚板与薄板厚板与薄板大挠度板和小挠度板大挠度板和小挠度板t/b1/5时,时,w/t1/5时,时,按小挠度薄板计算按小挠度薄板计算ozyx图图2-28 薄板薄板73、载荷与内力、载荷与内力载荷载荷平面载荷平面载荷横向载荷横向载荷复合载荷复合载荷(作用于板中面内的载荷)(作用于板中面内的载荷)(垂直于板中面的载荷)(垂直于板中面的载荷)内力内力薄薄 膜膜 力力弯曲内力弯曲内力中面内的拉、压力和面内剪力,中面内的拉、压力和面内剪力,并产生面内变形并产生面内变形弯矩、扭矩和横向剪力,弯矩、扭矩和横向剪力,且产生弯扭变形且产生弯扭变形2.4 平板应力分析平
4、板应力分析8当变形很大时,面内载荷也会产生弯曲内力,而弯曲当变形很大时,面内载荷也会产生弯曲内力,而弯曲 载荷也会产生面内力,所以,大挠度分析要比小挠度载荷也会产生面内力,所以,大挠度分析要比小挠度 分析复杂的多。分析复杂的多。本书仅讨论弹性薄板的小挠度理论本书仅讨论弹性薄板的小挠度理论2.4 平板应力分析9弹性薄板的小挠度理论弹性薄板的小挠度理论-克希霍夫克希霍夫KirchhoffKirchhoff假设假设变形前位于中面法线上的各点,变形后仍位于弹性曲面的同变形前位于中面法线上的各点,变形后仍位于弹性曲面的同 一法线上,且法线上各点间的距离不变。一法线上,且法线上各点间的距离不变。类同于梁的
5、平面假设类同于梁的平面假设:变形前原为平面的梁的横截面变形后仍变形前原为平面的梁的横截面变形后仍保持为平面,且仍然垂直于变形后的梁轴线。保持为平面,且仍然垂直于变形后的梁轴线。平行于中面的各层材料互不挤压,即板内垂直于板面的正应平行于中面的各层材料互不挤压,即板内垂直于板面的正应 力较小,可忽略不计。力较小,可忽略不计。板弯曲时其中面保持中性,即板弯曲时其中面保持中性,即板中面内板中面内各点无伸缩和剪切各点无伸缩和剪切 变形,只有沿中面法线变形,只有沿中面法线 的挠度的挠度。w只有横向力载荷只有横向力载荷2.4 平板应力分析10t/2t/2zr+drd dzQrdrtrQr+PMMrMdPTM
6、MQroora.b.c.d.pzMrrdQrdrdrdrMr+dMrdrdMrMr+drdrdrQr+dQrdryRr2.4 平板应力分析11分析模型分析模型半径半径R,厚度,厚度t的圆平板的圆平板受轴对称载荷受轴对称载荷 pz内力:内力:Mr、M、Q Qr r 三个内力分量三个内力分量在在r、z圆柱坐标系中圆柱坐标系中轴对称性轴对称性几何对称,载荷对称,约束对称,几何对称,载荷对称,约束对称,在在r、z圆柱坐标系中圆柱坐标系中挠度挠度 只是只是 r r 的函数,而与的函数,而与无关。无关。w2.4 平板应力分析12挠度微分方程的建立:挠度微分方程的建立:基于平衡、几何和物理方程基于平衡、几何
7、和物理方程微元体:微元体:用半径为用半径为r和和r+dr的的圆柱面和夹角为圆柱面和夹角为d的的两个径向截面截取板上两个径向截面截取板上一微元体一微元体2.4 平板应力分析13挠度微分方程的建立:挠度微分方程的建立:基于平衡、几何和物理方程基于平衡、几何和物理方程微元体内力微元体内力 t/2t/2zr+drd dzQrdrtrQr+PMMrMdPTMMQroora.b.c.d.pzMrrdQrdrdrdrMr+dMrdrdMrMr+drdrdrQr+dQrdryRr径向:Mr、Mr+(dMr/dr)dr周向:M、M横向剪力:Qr、Qr+(dQr/dr)dr微元体外力微元体外力 上表面上表面P=p
8、zrddr 2.4 平板应力分析14微体微体内力与外力对圆柱面内力与外力对圆柱面切线切线T T的力矩代数和为零,的力矩代数和为零,即即MMT T=0=0022sin2drdrrdpdrrdQddrMrdMddrrdrdrdMMzrrrr0rQMrdrdMMrrr(2-54)t/2t/2zr+drd dzQrdrtrQr+PMMrMdPTMMQroora.b.c.d.pzMrrdQrdrdrdrMr+dMrdrdMrMr+drdrdrQr+dQrdryRr圆平板在轴对称载荷下的圆平板在轴对称载荷下的平衡方程平衡方程2.4 平板应力分析15drdrrn1nzABmm1+ddnn1ABzzm1mza
9、.b.rww取取 径向截面上与径向截面上与中面相距为中面相距为z,半径为半径为 r 与与 两点两点A与与B构成的微段构成的微段drr drAB 2.4 平板应力分析w16板变形后:板变形后:微段的径向应变为微段的径向应变为drdzdrzdzr(第(第2假设)假设)过过A点的周向应变为点的周向应变为rzrrzr222(第(第1假设)假设)drdw作为小挠度作为小挠度,带入以上两式,带入以上两式,应变与挠度关系应变与挠度关系的的几何方程几何方程drdwrzdrwdzr22(2-55)2.4 平板应力分析17根据第根据第3个假设,圆平板弯曲后,其上任意一点均处于个假设,圆平板弯曲后,其上任意一点均处
10、于两向应力状态。由广义虎克定律可得圆板两向应力状态。由广义虎克定律可得圆板物理方程物理方程为为rrrEE2211(2-56)2.4 平板应力分析18222222111drwddrdwrEzdrdwrdrwdEzr(2-57)2.4 平板应力分析drdwrzdrwdzr22rrrEE221119图2-31 圆平板内的应力与内力之间的关系MrMrzzoorrt/2t/2ldzz2.4 平板应力分析20 、的线性分布力系便组成弯矩的线性分布力系便组成弯矩 、。单位长度上的径向弯矩为:单位长度上的径向弯矩为:rrMMzdzMttrr222222221ttdzzdrdwrdrwdEdrdwrdrwdDM
11、r22221drwddrdwrDM(2-58a)(2-58b)23112EtD“抗弯刚度抗弯刚度”与圆板的几何尺寸及材料性能有与圆板的几何尺寸及材料性能有关关同理同理2.4 平板应力分析参照35页壳体的抗弯刚度通过圆板截面上弯矩与应力的关系,将弯矩通过圆板截面上弯矩与应力的关系,将弯矩 和和 表示成表示成 的形式。的形式。wrMM21得弯矩和应力的关系式为:得弯矩和应力的关系式为:ztMztMrr331212(2-59)2-58代入平衡方程2-54,得:DQdrdwrdrwdrdrwdr2223311即:受轴对称即:受轴对称 横向载荷横向载荷 圆形薄板小挠度圆形薄板小挠度弯曲微分方程:弯曲微分
展开阅读全文