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 | 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 | 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 | 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 | 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。
往期精彩:
椭圆筒体怎么那么厚
碟形封头的秘密
换热器垫片处的槽深要计入管板厚度吗?
抉择-分析法还是压力面积法
中医和等面积补强
欢迎关注公众号:VCAD001, 一个压力容器人的自我修养。
