一种外压自增强圆筒的设计计算与制造方法

摘要

一种外压自增强圆筒及其设计计算与制造方法。用于提高压力容器的安全性与承载能力，解决缺乏外压容器自增强容器设计计算与制造方法以及现有内压自增强技术设计计算烦琐或不精确而可能导致不安全等技术问题。其技术方案要点是：采用特定的承载能力、塑性区深度与筒壁计算厚度公式，使自增强圆筒壁内总应力(操作压力引起的应力与自增强处理后的残余应力之和)的当量应力不大于圆筒材料的屈服强度σy；或保证圆筒经自增强处理后整个筒壁内残余应力的当量应力及总应力的当量应力均不大于σy。本发明还提供了一个自增强技术施行时无论塑性区多深，卸除自增强压力后都不产生屈服的最大径比。本发明的技术方案也适用于内压自增强圆筒。

主权项

1.一种外压自增强圆筒的设计计算方法，其特征是：对外压自增强圆筒进行设计计算时，其结构尺寸及承载能力按特定要求确定，具体是：承载能力p按公式或确定，考虑安全系数或材料设计系数n后，圆筒的计算厚度t按公式或确定，可保证圆筒壁内总应力(操作压力引起的应力与自增强处理后的残余应力之和)的当量应力不大于圆筒材料的屈服强度σ_y；其中k为径比，k＝r_o/r_i、r_o为圆筒外壁面半径、r_i为圆筒内壁面半径、k_j为塑性区深度，k_j＝r_j/r_i、r_j为圆筒弹性区与塑性区界面半径、[σ]为许用应力，[σ]＝σ_y/n；k≤k_c时，这种圆筒的塑性区深度按k_j＝k确定，此时其承载能力p按或确定，即等于全屈服压力，考虑安全系数或材料设计系数n后，圆筒的计算厚度t按公式t＝r_i(e^p/[σ]-1)或确定；k≥k_c时，塑性区深度k_j按公式确定，此时承载能力p按或确定，考虑安全系数或材料设计系数n后，圆筒的计算厚度t按或确定；这样确定圆筒的塑性区深度和承载能力可保证圆筒经自增强处理后整个筒壁内残余应力的当量应力及总应力的当量应力均不大于圆筒材料的屈服强度σ_y；其中p_e为圆筒不作自增强时的最大弹性承载能力(初始屈服载荷)，k_c为临界径比，等于由公式确定的值，即k_c＝2.2184574899167...。