椭圆封头受力较好,加工较易,因此被广泛应用于化工、轻工、石油及制药等行业的中低压容器。人们通常认为椭圆封头是由半个椭圆壳和一段直边圆筒组成的,椭圆封头制造时封头展开面积就是根据这一假设推导计算的,然而构成椭圆封头的那半个椭圆壳是不是真正的椭圆壳呢?如果不是,又当如何计算椭圆封头的展开面积呢?椭圆封头几何形状:
1.回转壳体基本概念
壳体是被两个曲面所限定的物体,等分壳体各点厚度的曲面称为壳体的中面,中面是回转曲面的壳体称为回转壳体,而回转曲面则是一条平面曲线绕同平面的一根轴旋转而成的曲面,并称这条平面曲线为该回转曲面的母线。回转壳体尤其是回转薄壳的几何形状通常根据中面母线来描述。
2.中面母线方程
等厚度的椭圆封头无疑也是一个回转壳体,但无论是冲压还是旋压成型的椭圆封头只能保证其椭圆壳部分的内表面(或外表面)为椭球面,中面及外表面(或内表面)并非椭球面,即其内表面(或外表面)母线是椭圆,而中面及外表面(或内表面)母线并非椭圆。椭圆封头成形力的计算,对恰当地选择成形设备的吨位和合理地设计模具都是至关重要的。计算封头整体成形变形力的公式有很多,但各种公式的计算结果相差甚远。为此,我们分析了四种不同的封头成形力计算公式,揭示了每个公式导出的力学模型。